Fisiologia da digestão, metabolismo dos alimentos e alimentação de ruminantes by Nelson Matos

FISIOLOGIA DA DIGESTÃO, METABOLISMO DOS ALIMENTOS E ALIMENTAÇÃO DE RUMINANTES

2018

iii ÍNDICE: PARTE 1. FISIOLOGIA DA DIGESTÃO NOS RUMINANTES .............................1 1. CLASSIFICAÇÃO SISTEMÁTICA DOS RUMINANTES ........................................2 1.1. EVOLUÇÃO DOS HERBÍVOROS ..........................................................................3 1.2. CARACTERÍSTICAS EVOLUTIVAS .....................................................................3 2. INGESTÃO DE ALIMENTOS: .................................................................................3 2.1. FATORES QUE AFETAM A INGESTÃO DE ALIMENTOS...................................................5

3. FISIOLOGIA DO TRATO DIGESTIVO DOS RUMINANTES.............................8 3.1: DIVISÃO DO ESTÔMAGO DOS RUMINANTES.................................................8 3.2. DESENVOLVIMENTO DO ESTOMAGO DOS RUMINANTES..........................9 3.2.1.RETÍCULO..............................................................................................................9 3.2.2.RÚMEN..................................................................................................................10 3.2.2.1. CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS DO RÚMEN........................................10 3.2.2.2. FATORES QUE CONTROLAM O AMBIENTE RUMINAL..........................10 3.2.2.3. MICROBIOLOGIA DO RÚMEN.....................................................................11 3.2.2.4. DISTRIBUIÇÃO DA MICROBIOTA NO RÚMEN........................................16 3.2.2.5. IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS DO RÚMEN.............................17 3.2.2.6: FATORES QUE ALTERAM A CONCENTRAÇÃO DE MICRORGANISMOS NO RÚMEN....................................................................................................................17 3.2.2.7. MOTILIDADE RUMINO- RETICULAR.........................................................17 3.2.2.7.1. MOVIMENTOS MISTURADORES..............................................................18 3.2.2.7.2. DINÂMICA DOS MOVIMENTOS MISTURADORES.................................18 3.2.2.7.3. MOVIMENTO DA RUMINAÇÃO.................................................................19 3.2.2.7.6. MOVIMENTO DA ERUCTAÇÃO.................................................................19 3.2.2.7.7. MECANISMO DA ERUCTAÇÃO.................................................................20 3.2.2.8 . VANTAGENS DA FERMENTAÇÃO RUMINAL...........................................20 3.2.2.9. DESVANTAGENS DA FERMENTAÇÃO RUMINAL....................................21 3.2.3.OMASO..................................................................................................................21 3.2.4.ABOMASO............................................................................................................21 3.2.4.1. SECREÇÃO E MOTILIDADE GÁSTRICA......................................................22 3.2.5. IRRIGAÇÃO, DRENAGEM E INERVAÇÃO DO ESTÔMAGO DO RUMINANTE.................................................................................................................22

4 - PROCESSO DIGESTIVO NO TRATOGASTRINTESTINAL INFERIOR. ...22 4.1. SECREÇÃO INTESTINAL......................................................................................23 4.1.1. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE NUTRIENTES NO INTESTINO DELGADO. 23 4.1.2.DIGESTÃO NO INTESTINO GROSSO................................................................23 5. GLÂNDULAS ANEXAS...........................................................................................24 5.1. GLÂNDULAS SALIVARES...................................................................................25 5.1.2. FUNÇÕES DA SALIVA.......................................................................................25 5.1.3.

FATORES

QUE

AFETAM

PRODUÇÃO

SALIVA

NOS

RUMINANTES...............................................................................................................26 5.2. PÂNCREAS..............................................................................................................27 5.3.FÍGADO....................................................................................................................27 PARTE II. DIGESTÃO E METABOLISMO.............................................................28 1. DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS NOS RUMINANTES………………………29 1.1.UTILIZAÇÃO DA CELULOSE...............................................................................30 1.2. FATORES QUE AFETAM A DEGRADABILIDADE DA CELULOSE...............31 1.3. UTILIZAÇÃO DA HEMICELULOSE....................................................................31 1.4. UTILIZAÇÃO DA PECTINA..................................................................................32 1.5. UTILIZAÇÃO DO AMIDO.....................................................................................33 1.6. UTILIZAÇÃO DA LIGNINA..................................................................................34 1.7. FATORES QUE AFETAM A CONCENTRAÇÃO DE FIBRA...............................35 1.8. EFEITOS DE BAIXO TEOR DE FIBRA NA DIETA..............................................35 1.9. IMPORTÂNCIA DA FIBRA EFETIVA..................................................................36 1.10. BALANÇO FINAL DA FERMENTAÇÃO RUMINAL........................................36 1.11. ABSORÇÃO E DESTINO METABÓLICO DOS ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS......................................................................................................................38 1.12. DESTINO METABÓLICO DOS ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS (AGVS) ......39 1.13. ESTEQUIOMETRIA DOS ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS PRODUZIDOS NO RÚMEN...........................................................................................................................40 1.14. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE CARBOIDRATOS NO INTESTINO DELGADO......................................................................................................................40 2. METABOLISMO DE COMPOSTOS NITROGENADOS....................................40

2.1. FORMAS DE NITROGÊNIO NOS ALIMENTOS..................................................41 2.1.1. PROTEÍNA DEGRADÁVEL NO RÚMEN..........................................................42 2.1.2. UTILIZAÇÃO DA PROTEÍNA DIETÉTICA.......................................................44 2.1.3. SÍNTESE DE PROTEÍNA BACTERIANA NO RÚMEN...................................45 2.1.4. FATORES QUE AFETAM A EFICIÊNCIA DE SÍNTESE MICROBIANA........46 2.1.5. DESACOPLAMENTO ENERGIA VS PROTEÍNA.............................................47 2.1.6.

MÉTODOS

UTILIZADOS

QUANTIFICAÇÃO

PROTEÍNA

MICROBIANA PRODUZIDA NO RÚMEN..................................................................47 2.1.7. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE PROTEÍNAS.....................................................47 3. METABOLISMO DE LIPÍDEOS............................................................................48 3.1. LIPÓLISE E BIOHIDROGENAÇÃO......................................................................49 3.2. BIOSSÍNTESE DE LIPÍDEOS NO RÚMEN...........................................................51 3.3. EFEITOS NA DIGESTÃO RUMINAL....................................................................51 3.4. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIPÍDEOS..........................................................52 4. METABOLISMO DAS VITAMINAS..................................................................... 52 4.1. VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS............................................................................ 52 4.2. VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS.........................................................................56 5. METABOLISMO DOS MINERAIS........................................................................59 5.1. FONTES DE MINERAIS........................................................................................61 5.2. FUNÇÕES DOS MINERAIS...................................................................................62 5.3. MACRO E MICRO MINERAIS.............................................................................63 5.4. FORMAS DE ABSORÇÃO DOS MINERAIS.......................................................73 5.5. INTERAÇÕES ANTAGÔNICAS ENTRE MINERAIS.........................................74 5.6. METAIS PESADOS.................................................................................................75 5.7. MINERAIS QUELATADOS...................................................................................75 5.7.1. VANTAGENS DO USO DE MINERAL QUELATADO....................................75 5.7.2. ABSORÇÃO DOS MINERAIS QUELATADOS.................................................76 PARTE III. ALIMENTOS E ALIMENTAÇÃO DE RUMINANTES......................78

1.ANÁLISE DE ALIMENTOS.....................................................................................79 1.1. COLETA DE AMOSTRAS......................................................................................80 1.2.AMOSTRAGEM.......................................................................................................80 1.3.QUANTIDADES DE AMOSTRAS MÉDIAS A SEREM ENVIADAS AO LABORATÓRIO.......................................................................................................81 1.4.COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS........................................................................81 1.5.CÁLCULOS DOS NUTRIENTES EM 100% DE MATÉRIA SECA.......................82 1.6.DETERMINAÇÃO DA MATÉRIA SECA...............................................................82 1.7.DETERMINAÇÃO DO NITROGÊNIO TOTAL E PROTEÍNA BRUTA...............83 1.8.. DETERMINAÇÃO DO EXTRATO ETÉREO.......................................................85 1.9.DETERMINAÇÃO DA FIBRA BRUTA (FB) .........................................................87 1.10.MÉTODO DE VAN SOEST....................................................................................88 2. CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS..................................................................89 2.1.1. ALIMENTOS VOLUMOSOS...............................................................................90 2.1.2. ALIMENTOSCONCENTRADOS........................................................................90 2.1.2.1. PRINCIPAIS CONCENTRADOS ENERGÉTICOS.........................................91 2.1.2.2. CONCENTRADOS PROTEICOS.....................................................................93 2.1.2.2.1.PRINCIPAIS CONCENTRADOS PROTEICOS............................................93 2.1.3. ADITIVOS............................................................................................................96 3. ENSAIOS DE DIGESTIBILIDADE........................................................................98 3.1. SISTEMA DE NUTRIENTES DIGESTÍVEIS TOTAIS (NDT) .............................99 4. FRACIONAMENTO DA ENERGIA NO CORPO DO ANIMAL.......................102 5. CÁLCULO DAS EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS DE ACORDO COM O NRC PARA GADO DE LEITE............................................................................................106 6. CÁLCULOS DAS EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS CALCULADAS DE ACORDO COM O NRC PARA GADO DE CORTE................................................109 7. FORMULAÇÃO DE SUPLEMENTOS PARA RUMINANTES.......................116 7.1. QUADRADO DE PEARSON................................................................................117 8. DETERMINAÇÃO DAS EXIGÊNCIAS EM MINERAIS PARA BOVINOS...123 8.1.TIPOS DE SUPLEMENTOS MINERAIS...............................................................125 8.2.FORMAS DE FORNECIMENTO...........................................................................126

8.2.1.RELAÇÕES A SEREM CONSIDERADOS NA FORMULAÇÃO DE UMA MISTURA MINERAL..................................................................................................127 8.3. FORMULAÇÃO DE UM SUPLEMENTO MINERAL........................................128 8.3.1. FONTES DE MINERAIS...................................................................................131 8.3.3. FORMULAÇÃO DE MISTURA MÚLTIPLA OU SAL PROTEINADO.........137 9. LITERATURA CONSULTADA............................................................................138

iv Ofereço esta pequena, mais valiosa contribuição acadêmica aos meus principais mestres: Aos meus pais, Nelson e Noeme (in memoriam) os primeiros mestres; Ao meu sogro (a) João e Jurema (in memoriam) mestres de exemplo de vida; À minha esposa Janete, grande mestre guerreira; Aos meus filhos Patrícia, Cláudia, Nelson e Bruna, as minhas netas (os) Mariana, Natália, Guilherme, Mateus, Arthur, Alice e Heitor, mestres da vida. Aos professores Geraldo Alvim Dusi, César Augusto dos Santos Silvado (in memoriam) e Mario Martins Pinheiro (in memoriam) mestres da graduação. Aos alunos e ex-alunos, meus maiores mestres, com quem continuo aprendendo algo novo todos os dias.

v INTRODUÇÃO: A decisão de escrever este trabalho foi pautada na necessidade de deixar à disposição dos alunos da área de ciências agrárias da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, uma revisão de literatura atualizada sobre temas relacionados à nutrição de ruminantes, abordada levando em consideração os programas adotados nas disciplinas de nutrição e alimentação de ruminantes e nutrição animal da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Assim, para facilitar a compreensão dos assuntos tratados nesta revisão, dividimos estes em três partes. Na primeira abordamos aspectos gerais da fisiologia da digestão nos ruminantes, na segunda parte a digestão dos alimentos e metabolismo dos nutrientes e na terceira parte, o estudo dos alimentos e tópicos relacionados à alimentação dos ruminantes. Procuramos desta maneira, abordar os diferentes tópicos que consideramos importantes para a formação dos futuros profissionais da produção animal.

vi BIOGRAFIA DO AUTOR: Nelson Jorge Moraes Matos Possui graduação em Zootecnia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (1976), mestrado em Zootecnia pela Universidade Federal de Minas Gerais (1983) e doutorado em Zootecnia pela Universidade Federal de Viçosa (1990). Atualmente é professor Titular da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. As principais atividades de pesquisa foram concentradas nas seguintes linhas: Utilização de resíduos da agroindústria na alimentação de ruminantes e Avaliação de silagens de forrageiras tropicais na alimentação de ruminantes. Participou de várias atividades administrativas na Universidade como: Diretor geral do Campus Avançado do Amapá no Estado do Amapá de 1977– 1978, Chefe de Departamento de Nutrição Animal e Pastagens por dois mandatos 1991 a 1993, Coordenou o Curso de Aperfeiçoamento e Especialização em Nutrição de Ruminantes em 1991. Foi Diretor do Instituto de Zootecnia por três mandatos de 1993 a 1996 e de 2001 a 2009. Coordenador do programa de pós-graduação em zootecnia. 1998 e 2000. Membro do Conselho de pesquisa da Fundação de Apoio a Pesquisa da Universidade Federal do Rio de Janeiro 2001 a 2005 e 2005 a 2008. Membro do Conselho Diretor da Incubadora de Empresas em Agronegócios da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro 2005 a 2009. Coordenador Especial de Produção Integrada ao ensino, Pesquisa e Extensão de 2009 a 2013. A partir de 1991, assumiu a coordenação da tradicional Semana de Zootecnia. Dando uma nova dinâmica ao evento com a introdução de palestras técnicas para alunos e produtores e a partir deste ano o evento passou a denominar-se Semana Acadêmica de Zootecnia, onde foi coordenador de 1991 a 1995 e em 2008. Consultor "ad hoc" da Fundação de Apoio a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB). Foi Consultor “ad hoc” Financiadora de Estudos e Pesquisa Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP). Consultor do Programa Alimentos SegurosPAS (SENAI-RJ), no período de 2001 a 2009, Participou como consultor do Projeto PAS Campo. Convênio CNI/SENAI/SEBRAE/EMBRAPA na elaboração do Manual de boas práticas agropecuárias e sistema APPCC em 2004. Membro da Câmara de Ensino em Zootecnia do Conselho Regional de Medicina Veterinária do Rio de janeiro. Foi membro por dois mandatos do Conselho Superior da Fundação de Apoio a Pesquisa da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (FAPUR) de 1997 a 1999 e do Conselho Técnico Científico em 2005. Coordenador no Instituto de Zootecnia do Projeto CT- Infra

vii 2004. Membro do Comitê Assessor Externo da Embrapa Agrobiologia no período 2009 a 2010. Membro do Conselho de Desenvolvimento Rural de Seropédica – CMDRS no período de 2010 a 2013.

PARTE I FISIOLOGIA DA DIGESTÃO NOS RUMINANTES

1- CLASSIFICAÇÃO SISTEMÁTICA DOS RUMINANTES ORDEM: ARTIODACTYLA CARACTERÍSTICAS SUBORDEM

FAMÍLIA

GASTRINTESTINAIS

RUMINANTIA

CERVÍDEOS,

Pré- estômago muito grande

ANTILOCAPRÍDE

com três câmaras maiores.

OS, GIRAFÍDEOS BOVÍDEOS GÊNEROS CONTENDO ESPÉCIES DOMESTICADAS

Bos

Bosephalus

Capra

Bos taurus (gado europeu)

Bosephalus tragocamelus (búfalo)

Capra angorensus (cabra angorá) Capra hircus (cabras leiteiras)

Ovis Ovis aries (carneiro)

Box indicus (gado zebu) Box grunniens (iaque)

1.1. EVOLUÇÃO DOS HERBÍVOROS: Os herbívoros evoluíram em resposta à evolução das plantas. Essas adaptações se manifestaram em termos de comportamento alimentar, arquitetura do aparelho digestivo, tamanho corporal, morfologia bucal e glândulas salivares. No Mioceno e Oligoceno, em razão da temperatura elevada, as forrageiras foram às espécies vegetais dominantes e proporcionou a maior dominância dos equídeos. No Pleistoceno, com a chegada do clima glacial, ocorreram mudanças nas características das forragens, diminuindo a disponibilidade e aumentado a digestibilidade das fontes forrageiras. Neste período, os ruminantes passam a serem os dominantes. Possivelmente em condições de abundância e baixa qualidade das forrageiras, os equídeos levavam vantagens sobre os ruminantes que, em contrapartida, adaptaram-se às raras, porém mais digestíveis plantas do clima frio do pleistoceno.

1.2. CARACTERÍSTICAS EVOLUTIVAS: Baseado no comportamento de pastejo cada espécie de ruminante podem ser classificados como seletivos, não seletivos e intermediários. Os seletivos constituem 40% das espécies e são encontradas, em sua grande maioria, no leste africano. O focinho é longo e estreito e os dentes incisivos e molares facilitam a apreensão dos alimentos, a posição dos molares não permite que haja acúmulo de alimento na boca por isso tendem a comer com maior frequência as partes mais nutritivas das plantas, altera períodos curtos de pastejo e ruminação, apresenta o préestômago relativamente menor, particularmente o omaso. Nesta categoria estão incluídos as girafas e os antílopes. Os não seletivos são encontrados nos continentes europeu e asiático e em menor número no africano, possui grande capacidade digestiva têm o pré-estômago volumoso com o omaso particularmente grande o que permite a ingestão de grandes quantidades de forrageiras grosseiras, comem mais intensivamente em curtos períodos, ruminam com menor frequência à fermentação é lenta e o tempo de permanência do alimento no préestômago é maior, nesta categoria estão incluídos os bovinos. Os intermediários podem ser encontrados nos continentes europeu, asiático e africano. O grau de seletividade neste grupo varia de acordo com a qualidade da forragem, neste grupo estão incluídos os caprinos. Entre os caprinos e os bovinos encontram-se os ovinos. 2. INGESTÃO DE ALIMENTOS: Os pequenos ruminantes, como ovinos e caprinos, fazem a apreensão do pasto com os incisivos e corta mediando movimento lateral da cabeça e dos lábios. Nos bovinos os alimentos são apanhados com o movimento da língua e introduzidos na boca onde são cortados pela compressão dos dentes incisivos inferiores. Na ingestão de alimentos líquidos os ruminantes colocam a porção média da fenda labial sobre o líquido. A retração da mandíbula e da língua estabelece uma pressão negativa que promove a aspiração do líquido para a cavidade oral. O animal ruminante requer uma grande quantidade de alimento para atender sua demanda por nutrientes. Os bovinos gastam aproximadamente o mesmo tempo para pastejar mastigar e ruminar. Entretanto, a proporção de tempo gasto na ingestão é marcadamente menor sob condições nas quais são fornecidos aos animais alimentos concentrados, moídos ou peletizados. O sítio responsável pelo controle da ingestão de alimentos e pelo balanço energético é realizado pelo sistema nervoso central através de

mecanismos específicos. Este controle é influenciado por vários fatores externo (condições ambientais e dietéticas) e interno (gastrintestinais hormonal e metabólitos). O controle da ingestão de alimentos requer a integração de muitos sinais tais como, neuro-anatômicos e neurotransmissores. O hipotálamo é uma área do cérebro classicamente associada com a ingestão de alimentos, onde, o centro vetro medial está envolvido com a saciedade e a área hipotalâmica lateral com a fome. Deste modo, a lesão do centro vetro medial resultando na hiperfagia e obesidade e a lesão da área hipotalâmica lateral resulta na afagia e perda de peso. A atividade ao longo do sistema neural pode ser mediada por neurotransmissores presentes no cérebro, onde o principal é o ácido gama amino butírico (GABA) evidências sugerem que o aumento na concentração de GABA leva a um aumento na ingestão de alimentos. Do mesmo modo, há evidências que o neuro-peptídeo colicistoquinina (CCK), descoberta originalmente no trato gastrintestinal e subsequentemente no cérebro, esteja envolvida com a saciedade. Há, ainda, algumas dúvidas quanto ao efeito dos hormônios secretados na hipófise, adrenal e pâncreas (insulina e glucagon) no controle da ingestão de alimentos em ruminantes. O termo mais comumente usado para descrever o limite máximo do apetite é o consumo voluntário, obtido quando o alimento é oferecido “ad libitum” ou à vontade. O consumo voluntário constitui-se no mais importante fator que, isoladamente, afeta a produção animal. Variações no consumo resultam de uma interação complexa, a qual inclui a dieta (composição química do alimento fornecido, forma física, balanço de nutrientes, principalmente, energia e proteína), a microflora ruminal (proporções de bactérias, protozoários e outros microrganismos) e o animal (idade, tamanho, raça, sexo, nível de produção e estado fisiológico). Estudo recente tem mostrado que a ingestão voluntária de alimentos aumenta durante a lactação, vacas lactantes tendem a apresentar um aumento na ingestão de 35 a 50% quando comparadas com vacas secas com o mesmo peso, o sexo apresenta um limitado efeito na ingestão de alimentos, entretanto, novilhas tendem a apresentar uma ingestão maior que novilhos e animais em terminação consomem mais alimento por unidade de peso vivo do que animais jovens. Caprinos e ovinos apresentam uma similar capacidade para ingerir forragens das médias ou altas digestibilidade, contudo, com forragens de baixa qualidade (digestibilidade  60 %) os caprinos apresentam um melhor desempenho do que os ovinos, sendo este fato devido à maior concentração de amônia no rúmen, taxa de passagem menor (% / h) e volume ruminal maior.

Com forragens de baixa taxa inicial de digestão, a distensão ruminal parece ser o fator mais importante limitando o consumo, ocorrendo antes que as necessidades energéticas do animal sejam atendidas, mas com forragens de alta taxa inicial de digestão, o consumo parece estar mais relacionado com a liberação de nutrientes no rúmen ao invés do efeito físico da distensão ruminal. Durante e após a alimentação a concentração de ácidos graxos voláteis no líquido do rúmen e no sangue aumenta. Nos ruminantes, acetato e propionato desempenham um papel importante na ingestão de alimentos. Porém, os quimiorreceptores localizados na parede ruminal do rúmen são sensíveis à mudança de pH não sendo, portanto específico para qualquer ácido graxo. Trabalho realizado com a infusão de ácidos graxos voláteis na veia ruminal tem mostrado uma ação mais efetiva do propionato na depressão da ingestão de alimentos, o que sugere que os receptores para propionato encontram-se na parede da veia ruminal. 2.1. FATORES QUE AFETAM A INGESTÃO DE ALIMENTOS: I- Características químicas e físicas das forragens: As características físicas – químicas das forrageiras determinam o grau de digestão química da célula, ocasionada por uma dissolução de moléculas grandes em unidades monoméricas, por ação mecânica da mastigação e ruminação e atividades digestivas e fermentativas promovidas pelas enzimas produzidas pelos microrganismos do rúmen. Dentre as características próprias das forragens podem ser citadas: A - Constituintes da parede celular: As taxas de digestão e tempo de retenção das forragens dentro do trato digestivo estão diretamente relacionadas com o consumo voluntário. Estas duas taxas estão mais bem relacionadas com os constituintes da parede celular da forragem uma vez que o seu conteúdo celular é rapidamente fermentado no rúmen. Os constituintes da parede celular das forrageiras, celulose, hemicelulose e lignina, são considerados de grande importância na avaliação do consumo voluntário já que compreende a maior fração da matéria seca da planta e constitui a fração da planta menos digerida no trato digestivo inferior e mais lentamente ao nível de rúmen. As estruturas da hemicelulose e da celulose são interligadas por pontes de hidrogênio, que após a hidrólise da primeira tornam a estrutura da celulose mais livre e mais suscetível à ação dos microrganismos. Além disso, a ligação química entre a lignina e a hemicelulose é do tipo éster, portanto mais fácies de serem rompidas do que as ligações tipo éter existente entre a lignina e a celulose.

B - Teor de lignina: É amplamente conhecido o efeito da lignina, na redução da digestão da parede celular, entretanto sua composição química e sua ligação com os carboidratos da planta não estão, ainda, muito claras. O teor de lignina aumenta regularmente durante o período de crescimento da planta e este aumento está relacionado às mudanças nas proporções das partes anatômicas da planta com seu crescimento, relação haste - folha. C - Gramínea tropical vs temperada: Em geral, o teor dos constituintes da parede celular de gramíneas tropical, 45 a 85%, é maior do que o de gramíneas temperadas, 34 a 78%, estando esta alteração devido aos efeitos da intensidade de luz e temperatura. D - Gramíneas vs leguminosas: As gramíneas contêm mais carboidratos estruturais nas folhas do que as leguminosas, ocorrendo por esta razão um declínio na qualidade

durante o processo de envelhecimento para as folhas de gramíneas, mas não

para as das leguminosas. E - Feno vs silagem: A conservação por desidratação ou ensilagem, influência a composição química do produto final, especialmente no caso da silagem, com as maiores mudanças ocorrendo nas frações dos carboidratos solúveis e proteína. Estas mudanças são caracterizadas no feno por perdas, devido à oxidação dos carboidratos solúveis e redução enzimática da proteína, enquanto que na silagem ocorre uma conversão dos carboidratos solúveis e proteína a ácidos orgânicos e nitrogênio não proteico, respectivamente. Como resultado do efeito do método de conservação no produto final, a silagem é frequentemente consumida em menor quantidade do que a correspondente planta seca. II -Temperatura: O efeito do ambiente na ingestão voluntária de matéria seca tem sido observado em temperaturas maior que 25 C e menor que 15 C. As diferenças entre raças, na ingestão voluntária sob diferentes condições ambientais não tem sido claramente identificada.

Efeito da Temperatura Ambiente no Consumo de Alimentos

Temperatura ºC

Consumo %

35 com noites quentes

- 35

35 com noites frescas

- 10

25 a 35

- 10

15 a 25

Zero

-5a5

- 15 a – 5

 - 15

Fonte: NRC, 1978

III- Foto período e tempo de alimentação: O tempo de exposição à luz influencia o padrão de alimentação. Além do efeito na ingestão de alimentos tem sido observado que dias curtos estimula a deposição de gordura e dias longos o acréscimo de proteína. Pesquisas desenvolvidas evidenciam um aumento de 13% no consumo de alimentos em novilhas e carneiros quando submetidos a 16 horas de luz quando comparados a oito horas de luz, bem como, quando sob luz contínua. Este resultado tem estimulado os pecuaristas a iluminar seus lotes de confinamento. O fornecimento de alimentos duas vezes ao dia tem melhorado a ingestão em 2% e o ganho diário em 5%. IV- Fatores dietéticos: A - Conteúdo de água da dieta: A ingestão de água mais a água consumida com o alimento é aproximadamente igual ao requerimento nos bovinos. O consumo é proporcional ao aumento da temperatura ambiente, entretanto, o aumento na ingestão tem pouco efeito sobre o consumo de matéria seca. B - Proteína dietética: A digestibilidade da dieta e deste modo à taxa de passagem é reduzida se as exigências em nitrogênio dos microrganismos do rúmen não são atendidas. Esta exigência para o máximo crescimento microbiano é inicialmente uma função da digestibilidade da matéria orgânica ingerida. Diversos estudos têm mostrado que a maioria das dietas satisfaz estes requerimentos com 6 a 8 % de proteína bruta, porém de 9 a 11% de PB pode ser requerido por bezerros especialmente quando os mesmos recebem dieta à base de forragens altamente digerível.

C - Processamento do alimento: A redução do tamanho da partícula leva a uma redução no tempo de ruminação e aumento na taxa de passagem e deste modo na ingestão de alimento. Entretanto, a digestibilidade pode ser reduzida de 3 a 8 % de acordo com o aumento na ingestão a cada múltiplo de mantença. D- Grau de fermentação: Quando os dados são corrigidos na determinação da matéria seca, tem sido observado que uma fermentação não satisfatória durante a ensilagem não reduz a ingestão de matéria seca em bovinos. Contudo, quando a silagem apresenta mais de 65% de matéria seca o que predispõe a formação de mofo e menos de 30%, o que poderá elevar os valores de pH acima de 4, o que poderá ser um indicativo de fermentação proteolítica tendo como produtos a produção de aminas e de ácido butírico cujos excessos poderão reduzir a ingestão de alimentos.

3. FISIOLOGIA DO TRATO DIGESTIVO DOS RUMINANTES: O trato digestivo tem como função a digestão dos alimentos, a absorção dos nutrientes e a excreção dos produtos não utilizados pelo organismo. Ele é composto pela boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado (formado pelo duodeno, jejuno e íleo), intestino grosso (constituído pelo ceco, colo e reto) e pelas glândulas anexas que são as glândulas salivares, pâncreas e fígado.

Esquema das atividades do tubo digestivo

3.1: DIVISÃO DO ESTÔMAGO DOS RUMINANTES: O estômago dos ruminantes distingue-se dos animais monogástricos ou de estômago simples por apresentar quatro compartimentos denominados: retículo, rúmen, omaso e abomaso. O seu tamanho é proporcional ao corpo, ocupando no animal adulto cerca de ¾ da cavidade abdominal. Ao nascimento, os pré-estômagos são pequenos e não funcionais o sulco reticular quando estimulado forma um tubo, denominado goteira esofagiana, por onde a dieta líquida ingerida (colostro e leite) desvia-se do retículo rúmen. O abomaso não secreta ácido clorídrico nem pepsinogênio o que permite com que.

Com o avanço da idade e com a mudança na alimentação esta estrutura (goteira esofagiana) involui. Constituição do trato digestivo

A mucosa do retículo, rúmen e omaso é formada por um epitélio estratificado pavimentoso aglandular, a mucosa aí não é secretora, mas, ao contrário, bastante absorvente, sendo aí absorvidos os ácidos graxos voláteis e amônia. O abomaso apresenta estrutura e função semelhante ao estômago dos não ruminantes.

3.2. DESENVOLVIMENTO DO ESTOMAGO DOS RUMINANTES: Condições ao nascimento: 

Funcionamento semelhante ao monogástrico



Goteira esofágica



Papilas ruminais pouco desenvolvidas



Intestino muito permeável às imunoglobulinas intactas



Habilidade para digerir os nutrientes nas primeiras 2-3 semanas



Papilas do rúmen = ± 3 mm nos pré-ruminantes para 8 mm nos animais já ruminantes;



Papel

dos

AGVs

(butirato,

desenvolvimento das papilas

Papilas ruminais

propionato

acetado)

TAMANHO RELATIVO (%) DOS COMPARTIMENTOS DO ESTÔMAGO DOS RUMINANTES EM FUNÇÃO DA IDADE. Espécie

Idade

Retículo- Rúmen

Omaso

Abomaso

Ao nascer

A desmama

Adulta

Ao nascer

A desmama

Ovina

Adulta

Bovina

Caprina

Fonte: Adaptado de Van Soest, 1982 3.2.1. RETÍCULO: É o menor dos quatro compartimentos, localizando-se à esquerda da cavidade abdominal entre o diafragma e o fígado. É a porção mais anterior do estômago dos ruminantes, comunicando- se com o esôfago via cárdia e com o omaso através do orifício retículo omasal. Face à incompleta separação anatômica e funcional entre o rúmen e retículo, estes dois compartimentos são frequentemente referenciados como retículorúmen, onde o primeiro é considerado como uma porção anterior do segundo. 3.2.2 - RÚMEN: É o segundo compartimento do estômago dos ruminantes, embora apresente variações no tamanho entre espécies, é o maior e metabolicamente mais importante compartimento. Externamente o rúmen apresenta diversos sulco aos quais correspondem, internamente os diversos pilares (pilar longitudinal, pilar cranial, pilar caudal, pilar coronário dorsal caudal e pilar coronário ventral caudal) esses pilares dividem o rúmen em sacos (cranial, dorsal, ventral, coronário caudal dorsal e coronário caudal ventral). Neste compartimento encontra-se uma da mais variada e densa população microbiana conhecida na natureza, constituída de bactérias, protozoários e fungos sendo as duas primeiras as mais numerosas. O Rúmen é uma câmara de fermentação estável (Temperatura, pressão osmótica, equilíbrio iônico) capaz de fornecer substratos à microbiota (nutrientes do alimento recém-ingeridos e água) e, ainda remover os subprodutos da fermentação (AGV, células microbianas, resíduos não digeridos. 3.2.2.1. CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS DO RÚMEN: 

Temperatura média de 39C mantida pelos mecanismos termorreguladores;



Ambiente anaeróbio;



pH próximo a 7,0, sendo menor após a ingestão de alimentos;



Gravidade específica constante em razão do mecanismo de secreção e absorção ali existente;



Tensão superficial de 50 dinas/cm;

Dentre os gases produzidos os principais são o metano (CH4) 30 a 40 %, dióxido de carbono (CO2) 60 a 70%, nitrogênio (N2) 7%, hidrogênio (H2) 0.2%%, oxigênio (O2) 0.6% pequenas quantidades de monóxido de carbono (CO) e gás sulfídrico (H2S);

Extração contínua de nutrientes e produtos da fermentação através do sangue e passagem para o intestino delgado.

3.2.2.2. FATORES QUE CONTROLAM O AMBIENTE RUMINAL : Vários fatores estão envolvidos com o controle do ambiente ruminal, dentre eles destacam-se: 

Tipo e quantidade de alimento fornecido;



Mistura periódica através da contração do rúmen;



Salivação e ruminação;



Absorção e difusão de nutrientes pela parede do rúmen;



Passagem de material para o trato digestivo inferior.

3.2.2.3. MICROBIOLOGIA DO RÚMEN: Requisitos para que espécies de microrganismos possam ser classificados como parte da microbiota ruminal: 

Ser anaeróbio;



Apresentar população mínima de 1000000 células/g de conteúdo ruminal fresco;



Ter sido isolada pelo menos dez vezes em dois ou mais animais;



Ter sido isolada em pelo menos duas diferentes localizações geográficas Inúmeras espécies de microrganismos podem ser encontradas no rúmen. A

enorme diversidade de organismos ruminais pode ser devida à complexidade do substrato. Sobrevivem e predominam as espécies que possuem em seu material genético as informações para síntese de enzimas que compõe as vias metabólicas mais eficientes no aproveitamento da energia contida no substrato.

Em ruminantes jovens, as bactérias se estabelecem de forma natural nas primeiras 38 horas após o nascimento, os protozoários e fungos levam de oito a 10 e de 12 a 20 dias, respectivamente, para se estabelecerem dentro da microbiota ruminal. Protozoários do rúmen: Aproximadamente 100 espécies de protozoários habitam o rúmen. São organismos unicelulares, anaeróbicos, não patogênicos, 10 a 100 vezes maiores que as bactérias, apresentam tamanho médio de 20 a 200 m, representam de 40 a 60 % da biomassa microbiana. São encontrados em concentrações de 10 4 a 106 protozoários por ml de conteúdo ruminal e apresentam vida média para duplicação da população de aproximadamente 18 horas. Foi identificado pela primeira vez em 1843 por Gray & Delafond e podem ser divididos em flagelados e ciliados, sendo os últimos àqueles que representam a maior parte da microfauna ruminal. Sendo diferenciados com base na morfologia a maioria pertence a dois grupos: os protozoários holótricos, que são grandes, ovais, com a superfície corporal completamente coberta com cílios e os protozoários entodiniomorfos, que são ovais e alongados com cílios agrupados em tufos que não cobrem muito da superfície corporal. O número e os tipos de protozoários são marcadamente afetados pelo tipo de dieta e a variabilidade entre as populações com o tempo e entre animais tende a ser maior do que para populações bacterianas. As bactérias constituem a principal fonte preferida de nitrogênio, alguns protozoários são celulolíticos, mas os principais substratos utilizados pela fauna ruminal são os açucares e amidos, que são estocados na forma de amilopectina ou amido protozoário. Ao contrário das bactérias nenhum ciliado se estabelece no rúmen sem o contato direto com outros animais sendo isto parcialmente devido ao fato de que os mesmos não produzem cistos ou outras formas resistentes que permaneçam viáveis quando expostos ao ar ou outras condições adversas por longos períodos de tempo. A predação por grandes populações de protozoários reduz a biomassa bacteriana livre no líquido ruminal, sendo engolfadas aproximadamente 50% das bactérias produzidas no rúmen, este fato aumenta a reciclagem intra-ruminal e perda de nitrogênio além de reduzir o fluxo de proteína bacteriana para o intestino delgado do animal hospedeiro. O fluxo de protozoários para o intestino delgado é muito baixo, uma vez que eles se concentram na parte ventral do rúmen, evitando assim a sua saída do meio ruminal através do fluxo de sólidos e líquidos. Contudo, os protozoários são importantes no controle do pH ruminal principalmente em animais alimentados com dietas ricas em concentrados, uma vez que

eles engolfam o amido rapidamente, reduzindo desta maneira a produção de ácido láctico pelas bactérias, aumentando desta maneira a relação acetato: propionato. Protozoários do rúmen:

Holótricos

Entodiniomorfos

Fungos do rúmen: Tem sido demonstrado que microrganismos outrora considerados como protozoários flagelados são atualmente considerados como zoosporos de fungos. Os zoosporos são pequenos 6 a 10m, os esporângios atingem até 100 m e os rizóides 450 m de comprimento. Seu ciclo de vida dura aproximadamente 24 horas. O significado dos fungos não foi ainda desvendado, mais há concordância geral de que eles são menos importantes do que as bactérias, semelhantes aos protozoários eles apresentam também baixo fluxo para o intestino delgado. Possui grande habilidade para colonizar paredes celulares lignificadas e facilitar a quebra dos tecidos fibrosos das plantas no rúmen, fermentam os monossacarídeos

resultantes (frutose, glicose, xilose) da degradação das paredes celulares. Em animais com dietas pobres em fibra, a biomassa fúngica parece ser muito baixa, mas os fungos podem concorrer com um valor de 8% da biomassa total no rúmen em animais que recebem dietas com alto teor em fibras. São encontrados em concentrações de 104 zoósporos/ml de conteúdo ruminal sendo identificados 4 gêneros: 

Neocallimastix



Caecomyces (Sphaeromona)



Pyromices (Phyromonas)



Orpinomices. Os fungos anaeróbicos encontrados ao longo do trato gastrintestinal dos

herbívoros ruminantes ou ceco funcional são os únicos conhecidos como anaeróbicos estritos.

Basiodimicetos

Ascomicetos Principais fungos do rúmen

Ficomicetos

Bactérias do rúmen: As bactérias do rúmen, são organismos procarióticos apresentam tamanho variando de 0,5 a 5,0 m, vivem em colônias, sendo conhecidas em torno de 200 espécies das quais 20 a 30 desempenham funções importantes no metabolismo ruminal, apresentam contagens superiores a 1010g / ml de líquido ruminal e apresentam tempo médio para duplicação da população de aproximadamente 20 minutos. A maior parte dos requerimentos nutricionais são comuns para muitas espécies, contudo, apresentam afinidade específica para uma fração dos carboidratos dietéticos ou substratos intermediários da fermentação ruminal e são bastantes específicas quanto na utilização das fontes de nitrogênio. Alguns critérios microbiológicos são adotados para que uma determinada espécie possa ser considerada como do rúmen dentre os quais se destacam: - crescer em anaerobiose; - que seja isolada pelo menos 10 vezes em dois ou mais animais; - ser isolada em duas ou mais diferentes localidades geográficas; - seu número seja de pelo menos um milhão/ g de conteúdo ruminal fresco e produzir subprodutos encontrados no rúmen.

Bactérias do rúmen

A classificação funcional das bactérias que habitam o rúmen é realizada levandose em consideração o substrato que elas utilizam ou o produto que produzem, deste modo elas são classificadas em: Digestoras de celulose ou celulolíticas: 

Associam-se às fibras



Degradam a parede celular dos vegetais



Taxa de crescimento relativamente lenta em razão de incorporarem a glicose somente na forma fosforilada (glicose-P), nitrogênio na forma de NH3 e sensibilidade a redução nos valores de pH.

Exemplo: -

Bacteróides succinogenes

Butyrivibrio fibrisolvens

Ruminococus flavefacien

Ruminococus albus

Clostridium longisporum

Cillobacterium cellulosolvens

Clostridium lochheadii

Digestoras de amido ou amilolíticas e celulolíticas: Exemplo: -

Bacteroides succinogenes

Butyrivibrio fibrisolvens

Clostridium lochheadii

Digestoras somente de amido ou amilolíticas: 

Associam-se às partículas de grãos de cereais ou grânulos de amido



Degradam amido, dextrinas, frutosanas e açúcares



Taxa de crescimento relativamente alta

Exemplo: -

Streptococus bovis

Bacteróides amilophilus

Bacteróide ruminicula

Selenomonas ruminantium

Succinimonas amilolytica

Digestoras de hemicelulose ou hemicelulolíticas: Exemplo: -

Ruminococus albus

Eubacterium ruminantium

Bacteroides ruminicula Butyrivibrio fibrisolvens

Ruminococus flavefaciens

Succinvibrio dextrinosolvens

Digestoras de pectina: -

Bacteroide succinogenes

Bacteróide ruminicula

Butyrivibrio dextrinosolven

Lachnospira multiparus

Fermentadoras de açúcares simples: -

Borrelia sp

Lactobacillus

Produtoras de metano: 

As mais estritamente anaeróbicas



Produzem CH4 a partir de CO2 e H2

Methanobacterium formicicum

Metanobre-vibacter ruminatium

Metanosarcina bactéria

Proteolíticas 

A maioria das espécies bacterianas degradam proteínas;



Algumas utilizam os aminoácidos como substratos energéticos;

Peptostreptococci sp.

Prevotella ruminicola

Streptococus bovis

Lipolíticas -

Anaerovibrio lipolitica

Ureolíticas -

Aerobacter aerogenes

Lactobacillus bifidus

Deaminadoras de aminoácidos -

Peptostreptococus anaerobius

Clostridium sticklandii

Clostridium aminophilum

3.2.2.4. DISTRIBUIÇÃO DA MICROBIOTA NO RÚMEN: O rúmen apresenta a microbiota dividida em três populações básicas, a população do líquido ruminal estando incluídos nessa população os microrganismos aptos a colonizarem alimentos recém ingeridos ou superfícies de tecidos recém expostos, a dos microrganismos aderentes à fração sólida da digesta que está relacionada com a degradação dos alimentos fibrosos, a maioria é celulolítica, que apresenta tempo de geração elevado e associa-se a outros grupos em consórcio ou pares metabólicos, com elevada interdependência e atividades metabólicas especializadas e a ligada à parede do rúmen que são anaeróbicos 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 anaeróbico. Mais recentemente, tem sido classificado um quarto grupo intermediário entre a população do líquido e da digesta sólida, sua função parece ser a de permitir a transferência de material microbiano, nutrientes e produtos de fermentação entre as populações da fase sólida e líquida da digesta ruminal, sua elevada atividade metabólica cria um gradiente de concentração que pode auxiliar tanto no suprimento de nutrientes quanto na remoção dos produtos de excreção.

Distribuição da microbiota no rúmen

3.2.2.5: IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS DO RÚMEN: 

Fornece energia para o hospedeiro: Através dos ácidos graxos voláteis



Servir de fonte de proteína: 60 a 90% da proteína que chega ao intestino delgado é de origem microbiana (depende da dieta)



Eliminar compostos tóxicos:



Compostos secundários das plantas

3.2.2.6:

FATORES

QUE

ALTERAM

CONCENTRAÇÃO

MICRORGANISMOS NO RÚMEN: 

Dieta rica em volumoso onde ocorre o aumento das bactérias celulolíticas; hemicelulolíticas, metanogênicas e protozoários em razão do aumento de pH;



Dieta rica em concentrado favorece o aumento das bactérias amilolíticas ocorrendo a redução no crescimento das bactérias celulolíticas, hemicelulolíticas e protozoários em razão da redução nos valores de pH);



A gentes tamponantes;



Antibióticos;



Inoculantes microbianos.

3.2.2.7. MOTILIDADE RUMINO- RETICULAR: Os movimentos dos pré-estômagos são identificados como misturadores, ruminação e eructação, apresentam as seguintes funções: 

Permitir o trânsito intestinal;



Permitir a mistura do alimento ingerido;



Permitir a estratificação dos alimentos;



Facilitar o retorno a boca de alimentos grosseiros durante a ruminação;



Favorecer a eructação e consequentemente evitar o timpanizo por acúmulo de gás no saco dorsal do rúmen;



Favorecer o ataque microbiano;



Permitir uma fragmentação mecânica do alimento ingerido;



Favorecer a absorção de água, sais e ácidos graxos livres.

3.2.2.7.1. MOVIMENTOS MISTURADORES: Após ser umedecido pela saliva, o bolo alimentar, que em bovino pesa aproximadamente 100g entra no rúmen e é misturado com a digesta ali presente. Esta mistura é alcançada por meio de um ciclo de eventos que envolvem o retículo e o rúmen. Este ciclo inicia-se com duas contrações do retículo, a primeira, leva aproximadamente de dois a três segundos e reduz o volume do retículo pela metade, essa contração é sucedida por um pequeno período de relaxamento em bovinos, porém, em ovinos a segunda contração inicia-se antes da musculatura reticular ter sido relaxada. A segunda

contração é completa e tem como objetivo forçar a passagem da maioria do conteúdo reticular para o rúmen após a qual o retículo relaxa. Este par de contrações é frequentemente referido como contração bifásica do retículo, ciclo primário ou sequência A, e tem a duração do início ao fim de 10 segundos, sendo repetida em intervalos de um minuto em animais em repouso e ruminando e em intervalos mais frequentes enquanto se alimentam. Esta contração bifásica facilita a inoculação de microrganismos no material entrante no rúmen, a distribuição de saliva dentro do rúmen (função tampão), evita que a matéria sólida flutue na superfície do líquido rumina, favorece a absorção dos produtos de fermentação e facilita a passagem do alimento para o ocaso, este evento é denominado de movimentos misturadores. 3.2.2.7.2. DINÂMICA DOS MOVIMENTOS MISTURADORES: -

Contração incompleta do retículo e prega rumino – reticular;

Contração completa do retículo;

Contração dos pilares coronários caudais dorsais;

Contração dos pilares longitudinais;

Contração do saco cego caudal dorsal;

Contração do saco dorsal;

Contração dos pilares coronários ventrais caudais;

Contração do saco cego ventral caudal;

Relaxamento do saco ventral.

Usualmente no final do ciclo primário, um novo tipo de ciclo pode ocorrer, sendo este denominado como ciclo secundário ou ciclo de eructação ou sequência B. Durante e após a alimentação a frequência de ciclos primários e secundários são mais intensos. 3.2.2.7.3. MOVIMENTO DA RUMINAÇÃO: A ruminação é provocada por reflexos que resultam da estimulação mecânica de receptores localizados na mucosa do retículo, prega rumino- reticular rúmen e cárdia. Esses receptores quando estimulados por materiais sólido ou líquido levam impulsos nervosos ao centro da ruminação localizado no hipotálamo e via nervo vago tem início o reflexo da ruminação. Durante a ruminação a contração reticular é trifásica, sendo a primeira fase referida como contração extra reticular. A falta de envolvimento dos músculos abdominais no aumento da pressão abdominal é uma característica que distingue a ruminação do vômito observado em outras espécies.

3.2.2.7.4. MECANISMO DA RUMINAÇÃO: -

Em função da contração reticular extra ocorre um aumento da pressão de fluído na área da cárdia,

Ocorre uma inspiração resultante da contração do diafragma e fechamento da glote, causando uma pressão negativa na cavidade pleural e esôfago;

O cárdia e parte posterior do esôfago se dilatam;

Em razão da pressão negativa, ocorre aspiração do material do material para dentro do esôfago;

O cárdia se contrai e ondas ante - peristálticas transportam o bolo até a boca, sendo o liquido rapidamente redeglutido;

O material sólido é remastigado em torno de 50 a 70 vezes em um período de 30 a 50 segundos;

O material é reinsalivado e o bolo com peso médio de 100 gramas é redeglutido. Um bovino criado sob condições de pastejo rumina em média 8 horas por dia

divididos em 15 a 30 períodos, sendo a sua ocorrência preferencialmente à noite. 3.2.2.7.5. IMPORTÂNCIA DA RUMINAÇÃO: -

Fragmenta o material, aumentando a superfície de contato com os microrganismos;

Homogeneíza o conteúdo rumina;

Aumenta a secreção de saliva;

Influencia na velocidade de passagem da digesta no rúmen e consequentemente na digestibilidade e consumo de alimentos.

3.2.2.7.6. MOVIMENTO DA ERUCTAÇÃO: O objetivo é a eliminação de gazes produzidos pela fermentação. Os bovinos eliminam entre 30 a 50 litros e os ovinos 5 litros por hora, os principais gases eliminados são: -

Dióxido de carbono (CO2) 40 %

Metano (CH4) 30 %

Oxigênio (O2) 13 %

Gás sulfídrico (H2 S), Amônia (NH3), Nitrogênio (N2) e monóxido de carbono (CO) 17%.

3.2.2.7.7. MECANISMO DA ERUCTAÇÃO: Após a contração bifásica do retículo, o saco cego dorsal caudal e saco dorsal se contraem, permitindo a concentração de gás na zona do cárdia, simultaneamente a prega rumino reticular eleva-se

retêm o material sólido no saco ventral, o esôfago e o

esfíncteres diafragmático e faríngeo se dilatam permitindo com que o ar escape através do esôfago, a glote se abre, a boca e o esfíncter naso faringeano se fecha, desta maneira o ar penetra na traquéia indo aos pulmões e por último eructado pelas narinas. O estímulo da eructação é semelhante ao da ruminação, porém, são outros receptores localizados no cárdia que estimulados pela pressão das gazes enviam estímulos ao centro da eructação localizado no talo. Estes receptores quando estimulados por líquidos ou por partículas sólidas inibem a eructação. Dentre os fatores inibitórios da motilidade reticulo-ruminal destacam-se: -

A distensão exagerada do rúmen, do orifício reticulo omasal e do abomaso;

A alteração do pH;

Estado febril;

Acidose ruminal;

Hipocalcemia.

3.2.2.8. VANTAGENS DA FERMENTAÇÃO RUMINAL: -

Utilização de alimentos fibrosos;

Utilização de ureia (NNP);

Produção de proteína de alta qualidade;

Síntese de vitaminas.

3.2.2.9. DESVANTAGENS DA FERMENTAÇÃO RUMINAL: -

Perdas por gases (Eructação);

Produção de amônia;

Calor de fermentação;

Distúrbios digestivos (Acidose/Timpanismo).

3.2.3. OMASO: É o terceiro compartimento, liga - se ao retículo pelo orifício retículo omasal e ao abomaso pelo orifício omaso- abomasal. Durante o relaxamento do retículo - rúmen após a segunda parte da contração bifásica, o orifício retículo omasal se abre e as partículas

menores do que um milímetro entram no omaso, como uma “sopa” contendo cerca de 90 a 95 % de água. O orifício retículo - omasal permanece fechado durante a primeira parte da contração bifásica, durante este fechamento as partículas grosseiras presentes no retículo acumulam na entrada do omaso onde iram estimular à realização da ruminação. Estimativas indicam que cerca de 50% da água da digesta é removida no omaso, adicionalmente tem sido relatado, também, uma absorção de ácidos graxos voláteis. Estimativas mostram que cerca de 5 a 15 % dos ácidos graxos voláteis ( AGVs ) produzidos no rúmen estão presentes na digesta que é levada para o abomaso. Em geral, o pH do conteúdo abomasal encontra-se em torno de 2, sendo este pH baixo responsável pela morte das bactérias e protozoários entrante no abomaso, além de proporcionar condições ótimas para a atividade da pepsina, enzima responsável pela digestão da proteína no abomaso. 3.2.4. ABOMASO: Corresponde ao estômago dos demais mamíferos apresentando sua mucosa três tipos de estruturais diferentes, a cardíaca que fica localizada em torno da abertura cardial que apresenta glândulas que secretam muco que atua como lubrificante protegendo a mucosa do ácido clorídrico e da enzima pepsina; a mucosa gástrica propriamente dita, que ocupa maior extensão do órgão que contém glândulas onde são secretados o ácido clorídrico que têm as funções de ativar o pepsingênio e microbicida, fator intrínseco requerido para a absorção de vitamina B12 no íleo e a mucosa pilórica onde são secretados os hormônios gastrinas. Cerca de 80% do abomaso é considerado como uma glândula oxítica, isto é, secreta ácido clorídrico. 3.2.4.1. SECREÇÃO E MOTILIDADE GÁSTRICA No abomaso a presença da digesta exerce uma estimulação em receptores da mucosa, mecanoreceptores e quimiorreceptores, este estímulo mediado pelo nervo vago, atua diretamente sobre as células parietais das glândulas fúdicas estimulando a secreção de ácido clorídrico. Mas, também, a ação nas células G das glândulas do antro pilórico promove concomitantemente a secreção da gastrina que vai atuar por via hemática, sobre as células das glândulas fúndicas estimulando a secreção de ácido clorídrico e pepsinogênio.

3.2.5. IRRIGAÇÃO, DRENAGEM E INERVAÇÃO DO ESTÔMAGO DO RUMINANTE: O estômago dos ruminantes é altamente vascularizado e o fluxo sanguíneo é grandemente aumentado quando a fermentação está ocorrendo e durante a absorção dos produtos finais. A irrigação é realizada por uma única artéria do tronco da aorta abdominal, que após a entrada no rúmen se ramifica em quatro ramos; um que irriga a superfície cranial do rúmen; um que irriga a superfície direita do rúmen (artéria ruminal direita); um que irriga a superfície esquerda do rúmen e retículo (artéria ruminal esquerda) e um que irriga o omaso e abomaso (artéria gástrica esquerda). A drenagem venosa é feita por quatro veias: ruminal direita, ruminal esquerda, veia reticular e veia omaso abomasal. A inervação envolve os nervos vago, e esplâncnicos, ambos contendo vias sensitivas (aferentes) e motoras (eferentes). As descargas nas fibras nervosas motoras vagais são essenciais aos ciclos de contrações primário e secundário. As fibras nervosas do esplâncnico suprem todas as regiões do estômago dos ruminantes, quando estimuladas inibem a motilidade. 4 . PROCESSO DIGESTIVO NO TRATO GASTRINTESTINAL INFERIOR: A porção do intestino delgado imediatamente distal ao abomaso é denominada como duodeno. Este recebe ambos, a bile da vesícula biliar e secreções pancreáticas via ductos os quais o ponto de entrada são comuns para ambos os órgãos, estes ductos localizam-se a cerca de dois a três centímetros do ponto inicial do duodeno. A digestão que ocorre no lúmen do trato gastrintestinal é acompanhada pelo suprimento de secreções digestivas elaboradas por glândulas especiais. Em geral, essas glândulas provêm três tipos de produtos secretórios: Uma solução aquosa com variável composição eletrolítica e pH, enzimas e pró- enzimas e muco.

4.1. SECREÇÃO INTESTINAL: As células secretórias do suco entérico, secreção da mucosa intestinal, encontram se em glândulas denominadas criptas de Lieberkuhn, presente extensivamente através do intestino delgado e glândulas de Brunner, encontrada somente na porção superior do duodeno, que secretam continuamente um fluído viscoso baixo em carbonatos (HCO 3-) e rico em mucinas. Muitas enzimas têm sido encontradas no lúmen intestinal incluindo entero-peptidases (enteroquinase), amino - peptidase, di- peptidase, maltase, lipase, nucleases, fosfatidil- colinase e fosfatase. Entretanto, somente a enteropeptidase e a

fosfatase alcalina são secretas pelas células intestinais, as outras enzimas digestivas são de fato parte integrante da mucosa plasmática das células epiteliais ou descobertas dentro do citoplasma e sua presença no lúmen intestinal são devido à descamação dessas células. Uma das funções do suco intestinal é a de fornecer líquido em quantidade suficiente para permitir a digestão intestinal e a eficiente absorção dos nutrientes. 4.1.1.DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE NUTRIENTES NO INTESTINO DELGADO Digestão é definida como sendo a hidrólise de grandes moléculas, para pequenos componentes que podem ser absorvidos e metabolizados. A absorção consiste no transporte de água e materiais dissolvidos, tais como os vários produtos da digestão, vitaminas e sais inorgânicos, do lúmen do intestino delgado para o sangue e linfa através da barreira imposta pela membrana semipermeável intestinal. A principal característica dessa superfície é a vilosidade, que consiste em pequenas projeções digitiformes, revestidas de células epiteliais. A face luminal de cada célula epitelial é recoberta por projeções ainda menores, as microvilosidades. Coletivamente as microvilosidades são conhecidas como membrana com borda em escova. Essa membrana contém várias enzimas digestivas e vários sistemas de transporte especializados para a absorção de componentes específicos da dieta. 4.1. 2. DIGESTÃO NO INTESTINO GROSSO: Nos ruminantes o seu desenvolvimento estrutural e funcional coincide com o desenvolvimento da digestão microbiana. Em geral, o ambiente neste compartimento não difere do observado no rúmen, isto é, pH variando de 6,5 a 7,0 e flora bacteriana semelhante à observada no rúmen. A digestão dos carboidratos e proteínas é realizada através da ação das enzimas microbianas, tendo como produtos finais da fermentação os ácidos graxos voláteis e amônia, respectivamente. Os ácidos graxos voláteis produzidos são rapidamente absorvidos por difusão simples. 5. GLÂNDULAS ANEXAS: 5.1. GLÂNDULAS SALIVARES: Existem dois tipos de glândulas salivares em ruminantes: As glândulas alcalinas genicas que compreendem as glândulas pareadas parótidas, molar inferior e bucal que secretam um fluído rico em íons HCO3- com pouco muco proteína e as glândulas mucogênicas, formada pelas pareadas submaxilar, sublingual e labial e pelas não pareadas faringeal e palatina, sendo a secreção destas glândulas predominantemente muco proteínas. Dentre as glândulas que secretam saliva alcalina as mais importantes são as

parótidas que são responsáveis por cerca de 50% da saliva secretada pelos ruminantes. Durante o período que o animal não está se alimentando ocorre uma secreção basal de saliva alcalina, porém pouca secreção de muco proteínas. A alimentação estimula a secreção de saliva, sendo o estímulo maior com alimentos fibrosos ou grosseiros. O volume de saliva secretado é dependente da taxa e frequência de alimentação, em termos gerais o volume secretado por dia parece estar próximo ao volume do rúmen, indicando evidências que os ovinos secretam cerca de 6 a 10 litros /dia e bovinos adultos 150 litros/dia. COMPOSIÇÃO IÔNICA DA SALIVA GLÂNDULA SALIVAR

HCO3-

HPO42 +

Na+

Cl-

K+

Ca2+

Parótida

38,9

7,9

3,7

43,2

5,2

1,2

Submaxilar

19,2

0,6

37,8

16,6

17,0

8,7

Sublingual

34,4

5,6

5,8

46,8

6,4

1,1

Fonte: Adaptado CHRISTIE, 1987

5.1.2. FUNÇÕES DA SALIVA: -

Devido ao conteúdo de íons alcalinos (carbonatos e fosfatos) na saliva, os ácidos formados no rúmen são, neutralizados evitando a acidez crescente no rúmen;

Fonte de minerais (P, Mg, Na, K e Cl);

Apresenta uma propriedade antiespumante que ajuda na prevenção do timpanismo;

Mantêm fluxo constante de água para o rúmen

Mantêm a pressão osmótica do rúmen;

Recicla N- dietético de 4 a 22;

A saliva, devido ao alto teor de umidade, facilita a mastigação e a deglutição;

Apresenta uma ação lubrificante, principalmente devido à presença de mucina

(complexo

altamente

lubrificante

composto

ácido

neuroamínico e N acetil galactosamina), facilitando o “deslizamento” do alimento, na deglutição e na ruminação; -

Sob determinadas condições, possui função excretora, eliminando substâncias ingeridas em excesso, como o mercúrio e o potássio;

Fornece micronutrientes aos microrganismos do rúmen;

Nos ruminantes, existe a lipase salivar que atua na hidrólise de triglicerídeos.

As condições neutras de pH no rúmen são mantidas por um ajustamento contínuo do fluxo salivar e pela absorção de ácidos graxos voláteis (produtos da fermentação ruminal). Em condições de pH baixo o CO2 e o CH4 produzidos ficam em solução e acumulam no saco dorsal do rúmen, sendo eliminados através da eructação. Em condições de pH elevado a maioria do CO2 produzido pela fermentação é incorporado à saliva, sendo absorvido e eliminado pelos rins. 5.1.3.

FATORES

QUE

AFETAM

PRODUÇÃO

SALIVA

NOS

RUMINANTES: -

Mastigação - a mastigação (ou ruminação) aumenta a secreção de saliva;

Alimentos - os alimentos fibrosos e secos estimulam o aumento na produção de saliva;

O contato dos alimentos com a parede do rúmen causa um aumento na produção de saliva;

5.2 . PÂNCREAS: O pâncreas é uma glândula similar em termos estrutural às glândulas salivares. A secreção exócrina do pâncreas contém dois componentes: Uma secreção aquosa rica em bicarbonato (HCO3) a qual neutraliza o conteúdo ácido do abomaso e um componente enzimático contendo enzimas e pró - enzimas envolvidas na digestão de todos os componentes do alimento. "Distribuído através do parênquima pancreático encontram-se as ilhas de Langherans" que são responsáveis pela síntese de insulina e glucagon. A secreção pancreática contém tripsinogênio, quimo tripsinogênio, pró-elastes, pró-carboxipeptidase, fosfolipase,lipase,  amilase, deoxiribonuclease e ribonuclease. O

fluído contém ainda uma colipase (proteína que estabiliza a interação da lipase com os lipídeos no lúmen intestinal). O controle da secreção pancreática é exercido através de mecanismos hormonal e neural. A presença de ácidos no início do duodeno resulta na liberação na circulação do hormônio secretina, o qual estimula a secreção e o fluxo de suco pancreático rico em volume e relativamente deficiente em atividade enzimática. Um segundo hormônio intestinal, a colicistoquinina (CCK), complementa a secretina estimulando a secreção de enzimas pelo pâncreas e a contração da vesícula biliar. A liberação de CCK é estimulada pela presença de lipídeos e polipeptídios no lúmen intestinal. O controle neural é exercido pelo sistema nervoso central (SNC) através do nervo vago. O volume de secreção pancreática é de 2 a 5 litros em bovinos e entorno de 0,5 litro em caprinos e ovinos. 5.3. FÍGADO: O fígado é o maior órgão do corpo do animal, apresentando como funções principais a remoção e excreção de produtos removidos do sangue através da atividade hepática e formação e excreção da bile.

PARTE II DIGESTÃO E METABOLISMO

1. DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS NOS RUMINANTES: Mais da metade do carbono orgânico do planeta está armazenado em apenas duas moléculas de carboidratos o amido e celulose. Os carboidratos da dieta dos animais são oriundos de alimentos de origem vegetal. A exceção é a lactose, proveniente do leite e seus derivados. Os carboidratos da dieta dos animais são oriundos de alimentos de origem vegetal. A exceção é a lactose, proveniente do leite e seus derivados Os vegetais constituem o principal alimento fornecido aos ruminantes. Do ponto de vista funcional os carboidratos são divididos em dois grupos: carboidratos estruturais que são aqueles que fazem parte da parede celular do vegetal (celulose, hemicelulose e pectina) e os não estruturais que não fazem da parede celular e são utilizados como reserva de energia prontamente utilizável, destacando- se o amido e as frutosanas que são polímeros de glicose e frutose, respectivamente. Embora apresente variações na composição em função do estágio de crescimento, tipo de tecido, tipo e quantidade de fertilizante utilizado, intensidade de luz, mudanças de temperatura entre outros, as principais gramíneas, leguminosas e grãos apresentam a seguinte composição: Composição média em carboidratos dos alimentos Gramíneas Leguminosas

Grãos

Carboidratos não estruturais (%) Açucares simples

Frutosanas

Amido

Total

Carboidratos estruturais (% ) Celulose

Hemicelulose

Pectina

Total

Adaptado de CZERKAWSKI, 1986

A fermentação dos açúcares constitui a fonte primária de energia para a formação da cadeia de fosfato rica em energia, ATP, que são utilizados pelos microrganismos para atender suas exigências para mantença e crescimento. O processo de degradação e fermentação dos polissacarídeos no rúmen ocorre através de dois estágios: O estágio inicial inclui o ataque e fixação dos microrganismos às partículas do alimento e dissociação dos polímeros dos carboidratos. No segundo estágio os pequenos sacarídeos são liberados por hidrólise dos polímeros, sendo este passo catalisado por numerosas enzimas extracelular (hidrolases). 1.1. UTILIZAÇÃO DA CELULOSE: A celulose é um homo polissacarídeo, quantitativamente mais importante da parede celular das plantas e como tal é a molécula mais abundante da natureza, é composta de cadeias lineares de D- glicose unidas com ligações glicosídicas do tipo (14), com alto peso molecular e elevado grau de polimerização (10.000 a 15.0000 unidades) e cerca de 15 % de pentoses (principalmente arabinose e xilulose) a regularidade da estrutura favorece a formação de uma rede cristalina muito resistente. Devido às ligações (14), as cadeias de D-glicose assumem uma configuração alongada e agregam-se lado a lado formando microfibrilas insolúveis, unidas por fortes ligações intermoleculares e intramoleculares, de pontes de hidrogênio. Esta rede fibrilar cristalina é impregnada com uma matriz de propriedades cimentantes e que consiste de polissacarídeos de tipos diferentes e de uma substância polimérica chamada lignina.

A hidrólise da celulose, é realizada através da ação de um complexo enzimático denominado celulases, que é formado por três enzimas uma enzima de orientação das 14 glucanases denominada C1, e dois tipos de enzimas 1-4, sendo uma endo glucanase e uma exo glucanase. Vários fatores dietéticos influem na taxa de degradação da celulose dentre os quais podem ser citados, teor de amido e frutose, níveis de nitrogênio, teor de minerais essenciais, presença de isoácidos e presença de aminoácidos ramificados. Em média, num período de 24 horas, cerca de 40 a 60 % da celulose é fermentada no rúmen.

ESQUEMA DE DEGRADAÇÃO DA CELULOSE:

CELULOSE celulases CELOBIASE celobiase GLICOSE 1.1.1. FATORES QUE AFETAM A DEGRADABILIDADE DA CELULOSE: 

Potencial digestível da parede celular;



Tamanho de partícula;



Fixação dos microrganismos;



Interações microrganismos-substratos;



Velocidade de passagem;



Microrganismos e acidez;



Compostos fenólicos (ácidos p-cumárico e ferúlico;)



Efeito associativo;



Limitações físicas e metabólicas;



Açúcares solúveis;



Amido;



Nível de energia: Nível baixo de energia:



Favorece o desenvolvimento rápido dos microrganismos celulolíticos; Sacarose (1 a 3%); Nível alto de energia:



Aumento nos teores de carboidratos solúveis, e o pH desfavorece microrganismos celulolíticos.

1.2. UTILIZAÇÃO DA HEMICELULOSE: É o segundo carboidrato mais abundante na natureza, representando aproximadamente 40% do material da parede celular dos vegetais. As hemiceluloses encontram-se intercaladas às microfibrilas de celulose através de pontes de hidrogênio dando elasticidade e impedindo que elas se toquem. A estrutura da hemicelulose é

formada por uma mistura de polisacarídeos de composição variável, consistindo de uma cadeia linear de xilulose e variáveis quantidades de arabinose, ácido urônico e galactose, porém, com grau de polimerização inferior ao da celulose. A composição da hemicelulose varia de acordo com as partes das plantas e com a espécie vegetal podendo ser classificada em: hemicelulose A, mais disponível, esta menos ligada a outras frações, é rica em xilanas e ocorre principalmente em folhas e caules, enquanto a que a hemicelulose B, menos disponível contém mais arabinose ou ácido urônico.

Uma série de hemicelulases são produzidas pelas bactérias do rúmen, essas enzimas são capazes de hidrolisar a cadeia principal e isolar as xiluloses, esta por sua vez, é hidrolisada por uma enzima intracelular, xilosidase, liberando o monosacarídeo xilose, em 24 horas de 45 a 70 % da hemicelulo e é degradada no rúmen. ESQUEMA DA DEGRADAÇÃO DA HEMICELULOSE: XILULOSE 85% ARABINOSE 15%

GALACTOSE 15%

ÁC. URÔNICO 5%

1.3. UTILIZAÇÃO DA PECTINA: A pectina é um polímero do ácido 1-4 – D galacturônico, que se encontram principalmente na lamela média e parede primária da célula vegetal, atuando como elemento da membrana. É pouco abundante em gramíneas e cereais, mais é encontrado em quantidades expressivas em leguminosas e em subprodutos agrícolas como polpa cítrica, sendo rapidamente fermentada no rúmen. Duas enzimas são requeridas na hidrólise da pectina, as enzimas metilesterase e a poligalacturônidase, sua degradação é em torno de 90% em 24 horas. PECTINA

estearase

ÁC. PÉCTICO + ETANOL hidrolase ÁC. GALACTURÔNICO  CICLO DAS PENTOSES  GLICOSE

PRINCIPAIS LOCAIS DE DEGRADAÇÃO DAS FRAÇÕES FIBROSAS FONTE

LOCAL

Celulose

Rúmen 70% e Intestino grosso 30%

Hemicelulose

Rúmen 70 a 75% e Intestino grosso 25 a 30 %

Pectina

Rúmen 100%

1.4. UTILIZAÇÃO DO AMIDO: O amido é um homopolissacarídeo de reserva das células vegetais. Ocorre no interior da célula na forma de grandes agregados ou grânulos. As moléculas de amido são altamente hidratadas devido ao fato de possuírem muitos grupos hidroxila expostos; por esta razão, o amido, quando extraído dos grânulos com água quente, formam soluções ou dispersões coloidais turvas. O amido é constituído de dois polímeros de D- glicose unidas com ligações glicosídica. De 10ª a 30% de -amilose que é formada por 200 a 20.000 unidades de glicose unidas entre si por ligações glicosídicas do tipo α-14, formando uma cadeia helicoidal não ramificada e de 70 a 90% de amilopectina que difere da amilose porque é ramificada. Este tipo de estrutura é constituído por cadeias curtas formadas por aproximadamente 30 unidades de glicose unidas à cadeia principal por ligações α -1,6, aproximadamente a cada 20 ou 30 unidades de glicose, que estão unidas entre si por ligações do tipo α -1,4. As moléculas de amilopectina podem conter mais de dois milhões de unidades de glicose. Estes polímeros encontram–se em proporção variável nos grãos de cereais e são, em parte, responsáveis pelas diferentes taxas de degradação do amido. No grão de cereal imaturo predomina amilopectina que apresenta menor grau de polimerização e ligações mais fracas entre as moléculas de glicose, permitindo melhor ação das amilases e consequentemente maior e mais rápida degradação do amido, a maturidade dos grãos aumenta a proporção de amilose em relação à amilopectina, e como consequência, ocorre um maior grau de polimerização e ligações mais fortes entre as moléculas de glicose, alterando desta maneira a taxa de degradação do amido pelas amilases a nível de rúmen.

Estrutura da molécula do amido

O amido é hidrolisado pela amilase microbiana formando maltotriose, maltose e alguma glicose, sua degradação no rúmen é em torno de 80 a 90 % em 24 horas. ESQUEMA DE DEGRADAÇÃO DO AMIDO AMIDO

amilase

MALTOSE

maltase

GLICOSE

No estágio final, os monosacarídeos resultantes sofrem fermentação intracelular, onde as hexoses são degradadas através da via Ebden – Meyerhof e as pentoses através da combinação do ciclo das pentoses e glicólise. Embora alguns intermediários da glicólise possam ser utilizados para síntese de glicerol e alguns aminoácidos (serina e glicina) o principal produto de fermentação é o ácido pirúvico. 1.5. UTILIZAÇÃO DA LIGNINA: A lignina é um heteropolímero amorfo condensado de distintos alcoóis fenilpropanóides cujos precursores são -cumaril, coniferil e o sinapil e os ácidos ferúlico e -cumárico, os quais se interligam através de ligações do tipo éter ou através de ligações covalentes carbono-carbono entre o núcleo benzênico e o radical propano ou entre os núcleos benzênicos. A principal função da lignina parece ser a cimentação dos polissacarídeos componentes da parede celular tanto química quanto fisicamente, proporcionando maior resistência mecânica às plantas bem como aumentando suas defesas contra os microorganismos através do efeito tóxico de componentes da lignina aos microorganismos do rúmen (ácido p-cumárico). A lignina é biossintetisada nas plantas vasculares por uma seqüência de reações ramificadoras, que começa com a formação de carboidratos, que são normalmente derivados de CO2 assimilado na fotossíntese. CO2  Carboidratos  Aminoácidos fenilpropanóides  derivados do ácido cinâmico  derivados do álcool cinamil - lignina.

A lignina surge da polimerização do ácido cinâmico ou de seus alcoóis correspondentes. A polimerização oxidativa dos monômeros fenilpropanóides é de característica ao acaso, pelo menos no que é observado “In vitro”.Os produtos de polimerização tem uma estrutura condensada contendo primariamente ligações do tipo éter e carbono-carbono entre os fenilpropanóides em uma estrutura tridimensional, no qual explica porque a lignina é tão resistente à hidrólise. A lignina é um material depositado durante o espessamento secundário da parede celular. É de natureza hidrofóbica, insolúvel e considerado material de enchimento, que substitui a água na parede celular e incrustada as microfibrilas e os polissacarídeos da matriz. As ligações da lignina com a celulose são do tipo éter, envolvendo o núcleo benzênico da lignina e a hexose da celulose, e esse mesmo tipo de ligação ocorre entre a lignina e a xilose das hemiceluloses. Os demais radicais das hemiceluloses, contudo, reagem com a lignina através de ligações do tipo éster, razão pela qual a ligação ligninahemicelulose é mais facilmente rompida por tratamentos químicos e físicos do que a ligação existente entre a lignina e a celulose. A limitação da digestão pode ser devido à função física da lignina como substância que favorece a rigidez parietal as características de suas uniões químicas com os polissacarídeos estruturais, também conhecida como complexo lignina-polissacarídeos, a inibição da atividade enzimática que limita o acesso das enzimas fibrolíticas ao centro de reação de um carboidrato específico ou as interações de todos estes fatores. A digestão é mais afetada pelo grau e extensão das uniões lignina-polissacarídeos do que pela quantidade de lignina presente na dieta. Apesar de parecer existir uma forte relação negativa entre a quantidade de lignina e digestibilidade das forragens, pode-se considerar que a composição química da lignina talvez seja mais importante do que a própria quantidade de lignina na determinação da digestibilidade da parede celular hipótese essa que explicaria porque a lignina das gramíneas parece ter um efeito negativo maior sobre a digestão do que a lignina das leguminosas. 1.6. FATORES QUE AFETAM A CONCENTRAÇÃO DE FIBRA: -

Teor e tipo de carboidrato;

Tamanho de partícula;

% de fibra proveniente de forragem;

Forma de fornecimento da ração;

Quantidade e frequência de concentrado fornecido.

1.7. EFEITOS DE BAIXO TEOR DE FIBRA NA DIETA: -

Redução do pH do rúmen;

Queda no consumo de MS;

Diminuição no teor de gordura do leite;

Risco de ocorrência de distúrbios gastrintestinais;

Redução de 1% no teor de fibra (FDNfe) em dieta abaixo de 20% reduz a eficiência microbiana em aproximadamente 2,2%.

1.8. IMPORTÂNCIA DA FIBRA EFETIVA: A fibra é quimicamente analisada como fibra em detergente neutro (FDN), mas nem toda fonte de fibra é aproveitada da mesma forma ou exerce as mesmas funções na fisiologia digestiva dos animais. A FDN oriunda de concentrados não é fisicamente efetiva, ou seja, não participa na formação do material sólido ruminal, que é responsável pelas funções de ruminação, mastigação e motilidade. A fibra de forragens finamente moídas ou peletizadas tem efetividade reduzida. Assim, o conceito de fibra fisicamente efetiva (FDNfe) abrange características químicas (teor de FDN) e físicas (tamanho de partículas) do alimento. Tem sido proposto que vacas leiteiras têm exigência mínima de FDNfe entre 14,8 e 19,6% da MS de FDN com tamanho acima de 4 cm e o restante não devendo ser moído em partículas menores que 0,6 a 0,8 cm. Nessa faixa, os animais mantêm uma faixa segura de pH ruminal que permite a sobrevivência da flora responsável pela digestão da fibra no rúmen, sem prejudicar o consumo de alimentos. 1.9. BALANÇO FINAL DA FERMENTAÇÃO RUMINAL: O balanço final da fermentação a partir da glicose resulta na formação de 2 moles de piruvato, 2 moles de hidrogênio na forma da coenzima reduzida 2 NAD e 2 a 4 moles de ATP. Reação: Glicose + 2 a 4 ADP + 2 NAD + 2 a 4 Pi  2 piruvato + 2 a 4 ATP + 2 NADH + 4 H+ O destino do piruvato e do hidrogênio formado durante a fermentação das hexoses e pentoses é dependente dos microrganismos envolvidos, sendo o balanço de hidrogênio o fator mais importante a ser considerado. Deste modo, para manter este balanço, as bactérias através de várias rotas metabólicas promovem a redução do piruvato para ácidos graxos voláteis.

Dois mecanismos são utilizados pelos microrganismos para conversão do piruvato a acetato, o mais comum é o sistema piruvato formato liase no qual são produzidos como produtos imediatos formato e acetil coenzima A (CoA), sendo o formato liberado convertido a dióxido de carbono (CO2) e hidrogênio molecular (H2), usualmente utilizado por outros microrganismos. O segundo sistema enzimático utilizado é denominado como piruvato ferridoxina oxidase, que converte o piruvato para ferridoxina reduzida, CO2 e acetil Co A, com a oxidação da ferridoxina há também a formação de H 2. O acetil CoA produzido através dos dois sistemas é convertido a acetato mais trifosfato de adenosina (ATP) pela ação das enzimas fosfotransacetilase e acetilquinase. Reações utilizadas pelos microrganismos do rúmen para produção de acetato:

Duas rotas são utilizadas pelos microrganismos do rúmen para a conversão do piruvato a propionato, a rota dos ácidos dicarboxílicos e a do acrilato. As quantidades relativas do propionato produzido pelas duas rotas dependem da dieta, sendo que sob certas condições, isto é, em alimentação rica em concentrado a rota do acrilato pode ser responsável por cerca de 70 a 90% do propionato produzido, em dietas com predominância de forragens a rota predominante é a dos ácidos dicarboxilícos ocorrendo isto devido à prevalência de espécies de bactérias que utilizam esta rota. Embora não ocorra produção adicional de ATP, as duas rotas resultam na utilização de hidrogênio na forma de coenzima reduzida.

Formação de proprionato pela rota dos ácidos dicarboxílicos

Formação de proprionato pela rota do acrilato A produção de butirato, valerato e ácidos graxos de cadeia longa, ocorre através da reversão da -oxidação, isto é, estando também associado à produção de poder redutor.

Formação do butirato

Adicionalmente, uma parcela do hidrogênio produzido na utilização da glicose é eliminada sob a forma de metano, estando associadas neste processo três coenzimas específicas, a coenzima 420 envolvida no transporte de elétrons, a coenzima M relacionadas com a transferência de grupos metila e o fator B envolvido na formação do metano via coenzima M. As taxas dos ácidos graxos voláteis (AGVs) produzidos no rúmen são afetadas pela proporção de forragem da dieta, interação entre bactérias, pH ruminal, tipo de cereal utilizado, nível de ingestão e de alimentação. Sob condições de alimentação predominantemente em volumoso, as proporções molares dos AGVs produzidos são de aproximadamente, 65 % acetato, 20 % propionato, 10 % butirato e 5 % de outros AGVs de cadeia ramificada e / ou longa (2 - metil butírico, iso-valérico, iso-butírico, valérico e capróico). Contudo, com o aumento no fornecimento de concentrado a taxa de produção de propionato é aumentada e a do acetato reduzida, sem ocorrer alteração nas dos demais ácidos.

1.10. ABSORÇÃO E DESTINO METABÓLICO DOS ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS: A maior parte dos AGVs são absorvidos principalmente no rúmen. No líquido ruminal, em função do pH, a proporção de AGVs dissociados em relação à forma não dissociada é de 100: 1, por esta razão os AGVs individualmente são referidos pelo nome do seu ânion (acetato, propionato, butirato, etc.). As taxas de absorção no rúmen aumentam quando o pH é reduzido e com o comprimento da cadeia do ácido, deste modo, a taxa de absorção de butirato é maior do que a de propionato e este por sua vez maior do que o acetato. Cerca de 50 % dos AGVs absorvidos por difusão passiva está no estado não dissociado e o restante como ânion por difusão facilitada na troca por íons bicarbonato, produzidos nas células do epitélio pela enzima anidrase carbônica. São ácidos 'fracos' (pKa ≤ 4,8) considerando o pH rúmen próximo neutralidade mais de 90% são absorvidos na forma aniônica (não protonada): CH3-COOH



(ÁCIDO ACÉTICO) CH3-CH2-COOH  (ÁCIDO PROPIÔNICO)

CH3-COO(ACETATO) CH3-CH2-COO(PROPIONATO)

CH3- (CH2)2-COOH  CH3- (CH2)2-COO(ÁCIDO BUTÍRICO)

(BUTIRATO)

1.11. DESTINO METABÓLICO DOS ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS (AGVS): Pouco acetato é utilizado pelo epitélio e, do mesmo modo, retido pelo fígado, é o principal substrato metabólico utilizado pela maioria dos tecidos para a produção de acetil CoA para ser utilizado via ciclo dos ácidos tri carboxílicos para a produção de energia. O excedente é usado juntamente com o butirato como fonte de esqueleto de carbono para a síntese de ácidos graxos de cadeia curta e média de C 4 a C14 e parte do C16 através do processo denominado “síntese de novo”. A maioria do butirato absorvido é utilizado pelo epitélio ruminal para o seu metabolismo energético, sendo recuperado na forma de - OH – butirato, este mais o ácido butírico restante são transportados ao fígado e metabolizados da mesma forma, isto é, são enviados aos tecidos periféricos principalmente tecido adiposo e glândula mamária, onde, são utilizados como fonte de esqueleto de carbono para a síntese de ácidos graxos de cadeia curta e média de C 4 a C14 (síntese de novo). Cerca de 1/3 do propionato absorvido é utilizado pelas células do epitélio e recuperado sob a forma lactato, o restante do propionato é enviado ao fígado, onde é

convertido à glicose através das gluconeogênese, aproximadamente 80% da glicose dos ruminantes é obtida por esta via. Nos ruminantes, a glicose produzida é utilizada para a produção de energia via ciclo de Krebs apenas pelas células do sistema nervoso central, do túbulo renal e músculo cardíaco, sendo principalmente utilizada na formação da lactose e de aminoácidos não essenciais, (aspártico, glutâmico, serina e alanina) na glândula mamária (animais em lactação), glicerol para esterificação de ácidos graxos no tecido adiposo (animais em engorda) glicose para o feto (animais gestantes). Ao contrário dos animais monogástricos, a glicose nos ruminantes não é utilizada para a síntese de lipídeos, em razão da baixa atividade nos ruminantes das enzimas ATP citrato liase e NADP- malato desidrogenase responsáveis pela translocação do acetil CoA mitocondrial para o citosol como citrato. 1.12. ESTEQUIOMETRIA DOS ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS PRODUZIDOS NO RÚMEN: Acetato 1 Hexose + 4 H2  2 acetatos + CO2 + CH4 672 kcal

420 kcal

Cada vez que é transformada uma molécula de glicose em duas de acetato, ocorre perda de 252 kcal (38%) da energia através da formação de CO2 e CH4. Logo a eficiência de conversão é de 62%. Propionato 1 Hexose 2 H2

 2 propionatos + 2 H2O

672 kcal

734 kcal

Na conversão de uma hexose para o propionato a eficiência na transformação é superior a 100 %, isto porque ocorre um ganho energético de 62 kcal. Butirato 1 Hexose + 2 H2  2 acetatos + 2 CO2 + 8 H 2 acetatos  aceto - acetato + H2 O aceto - acetato + 4 H  butirato + CH4 ____________________________________ 1 Hexose + 2 H  butirato + CH4 672 kcal

524 kcal

No caso do butirato a eficiência é de 78 %, uma vez que nesta conversão ocorre uma perda de 148 kcal.

1.13. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE CARBOIDRATOS NO INTESTINO DELGADO: O trato gastrintestinal inferior possui apenas glicosidases que hidrolisam polissacarídeos com ligações do tipo (1 4). A digestão do amido que escapa da fermentação ruminal é realizada pela amilase pancreática que hidrolisa as ligações  (14) com liberação de moléculas de D-glicose, pequena quantidade de maltose, e um “núcleo” resistente à hidrólise chamado dextrina-limite A dextrina-limite não pode ser hidrolisada pela -amilase devido às ligações  (16) dos pontos de ramificação, que não são sensíveis ao ataque desta enzima. Para isto é necessária uma enzima de desramificação, a (16) glicosidase. Esta enzima pode hidrolisar as ligações nos pontos de ramificação e, desta maneira, expor novos pedaços de cadeia com ligações (14) à ação da -amilase. A hidrólise do amido é geralmente é completada na junção do duodeno com o jejuno. A absorção da glicose e da galactose ocorre através de mecanismo transporte ativo sódio dependente mediado por um carreador. Por outro lado, a frutose, originária da hidrólise da sacarose é absorvida mais lentamente através do processo de difusão facilitada. Os monossacarídeos absorvidos são levados ao fígado e outros tecidos através da corrente sanguínea, onde são metabolizados. 2. METABOLISMO DE COMPOSTOS NITROGENADOS: Proteínas são substâncias compostas por uma sequência de aminoácidos unidos por ligações covalentes, cuja extensão pode ultrapassar milhares de aminoácidos em conformações bastante complexas, como no caso das enzimas. As enzimas são as grandes responsáveis pela dinâmica bioquímica, ou seja, os eventos vitais para o animal, incluindo a expressão das informações genéticas das células. Cadeias com menos de 60 aminoácidos são considerados polipeptídios, apesar de não existir um rigor absoluto quanto a isto. Peptídeo é a molécula resultante da união de dois aminoácidos. Aminoácidos, como o próprio nome denuncia, são moléculas que apresentam um grupo amina, cujo elemento característico é o nitrogênio (N).

2.1. FORMAS DE NITROGÊNIO NOS ALIMENTOS: No rúmen, as fontes de nitrogênio podem ser divididas em componentes proteicos e não proteicos: - Nitrogênio alimentar, constituído de proteínas verdadeiras que alcançam a parcela de até 85% do nitrogênio total e nitrogênio não proteico, onde, os principais componentes são os aminoácidos de origem vegetal, ácidos nucléicos, sais de amônia, ureia, cianureto, nitritos, nitratos e ácido úrico, variáveis de acordo com o alimento e com o estágio de maturação do vegetal. - Nitrogênio gasoso que alcança o rúmen com o alimento e pode ser fixado pelos microrganismos. - Nitrogênio na forma de ureia originária do ciclo da ornitina (ciclo da ureia), que ocorre no fígado, que retorna ao rúmen através da saliva e por difusão através do epitélio ruminal. - Nitrogênio na forma de amônia excretado como um produto final do metabolismo intermediário dos protozoários. -

Material originário de muco proteínas e células epiteliais.

Todas as fontes relacionadas irão constituir no rúmen, o “pool” de nitrogênio ruminal. O NNP nas forragens consiste, basicamente, de aminoácidos não essenciais,

peptídeos, amidas, aminas, ácidos nucléicos e amônia. Forragens frescas apresentam variação entre 14 a 34% de NNP na PB. Nitratos podem ocorrer também no NNP das forragens com teores chegando até 10% da PB em gramíneas logo depois da aplicação de fertilizantes nitrogenados. Forragens conservadas apresentam valores maiores de NNP, devido à proteólise que ocorre no processo de fermentação. O feno tem, em média, entre 15 a 25% de NNP na PB. Em silagens, com boa preservação, cerca de 30 a 65% da PB corresponde a NNP, mas cerca de metade deste N é representada por aminoácidos, com amônia e aminas não voláteis (cadaverina, putrescina) representando o restante. São as próprias enzimas das plantas (proteases e peptidases) que são as principais responsáveis pela transformação de proteína verdadeira em NNP. Secagem rápida e rápido abaixamento de pH diminuem a proteólise e resguardam maior proporção de proteína verdadeira intacta.

2.1.1. PROTEÍNA DEGRADÁVEL NO RÚMEN: A proteína degradável no rúmen (PDR) é a proteína que, potencialmente, está disponível para ser usada pelos microrganismos ruminais. A maior parte da PDR se transforma em amônia no rúmen, sendo que uma pequena parte é proteolisada a aminoácidos e pequenos polipeptídios que também são utilizados pelos microrganismos do rúmen. Há a possibilidade de, mesmo havendo excesso de proteína na dieta, as bactérias ruminais apresentarem deficiência proteica. Essa situação pode ocorrer se as fontes tiverem baixa degradabilidade proteica, não havendo disponibilização adequada de N para as bactérias ruminais. Como as bactérias são as principais responsáveis pela degradação da fibra, o resultado é a redução da taxa de passagem, aumento do enchimento ruminal e consequente redução na ingestão de matéria seca. Pode ocorrer o inverso, ou seja, haver excesso de proteína degradável, em relação à capacidade de síntese proteica do rúmen. A síntese proteica microbiana ruminal depende da energia fermentativa da dieta e da eficiência de crescimento microbiano no rúmen Para a maioria dos alimentos, uma parte da proteína degradável sempre é representada por nitrogênio não proteico (NNP). Em dietas bem balanceadas, todo esse NNP é considerado como proteína disponível para o animal, pois será incorporado aos microrganismos ruminais, transformando-se em proteína microbiana. A proteína microbiana tem excelente qualidade em termos de composição em aminoácidos (isto é, tem alto valor biológico). O NNP nas forragens consiste, basicamente, de aminoácidos não essenciais, peptídeos, amidas, aminas, ácidos nucléicos e amônia. Forragens frescas apresentam variação entre 14 a 34% de NNP na PB. Nitratos podem ocorrer também no NNP das forragens com teores chegando até 10% da PB em gramíneas logo depois da aplicação de fertilizantes nitrogenados. Forragens conservadas apresentam valores maiores de NNP, devido à proteólise que ocorre no processo de fermentação. O feno tem, em média, entre 15 a 25% de NNP na PB. Em silagens, com boa preservação, cerca de 30 a 65% da PB corresponde a NNP, mas cerca de metade deste N é representada por aminoácidos, com amônia e aminas não voláteis (cadaverina, putrescina) representando o restante. São as próprias enzimas das plantas (proteases e peptidases) que são as principais responsáveis pela transformação de proteína verdadeira em NNP. Secagem rápida e r de pH diminuem a proteólise e resguardam maior proporção de proteína verdadeira intacta. Uma fonte que

é 100% NNP é a ureia. Considera-se que a maior parte de todas as formas de NNP, uma vez ingeridas, são rapidamente transformadas em amônia e disponibilizada para os microrganismos ruminais. Uma fonte que é 100% NNP é a ureia. A ureia é largamente utilizada na nutrição de ruminantes, pois costuma ser a fonte mais barata de proteína bruta. Cem gramas de ureia tem o equivalente em N a aproximadamente 280 g de PB, sendo que esta premissa é resultado simplesmente da multiplicação do teor de N da ureia (45%), pela relação média deste na PB (100/16 = 6,25), já citada anteriormente, ou seja: 45 × 6,25 = 281,25. A grande maioria dos outros alimentos que não forragem tem 12% ou menos de NNP. A atividade da Urease no fluído ruminal é Alta. Ureia + 2 H2O + H+  2 NH4+ + HCO3 Niguel é requerido como cofator para urease ruminal. A proteína verdadeira seria a PB menos o NNP e também a proteína ligada à fibra detergente ácido (PIDA) Sua importância pode ser explicada, por certas bactérias precisam para seu ótimo desenvolvimento, além de amônia, de proteína verdadeira. Mais especificamente, são importantes para bactérias que degradam carboidratos não estruturais. Um mínimo de 20% da PDR como proteína verdadeira (PV) é recomendado para melhorar a eficiência das bactérias celulolíticas na presença de isoácidos produzidos pela deaminação de aminoácidos com cadeia ramificada. É bom ressaltar, todavia, que as bactérias celulolíticas têm como principal fonte de N o nitrogênio amoniacal (N-NH3). Esse seria um dos motivos para a limitação do NNP na PDR. Uma parte da proteína está associada à fibra, ligada aos polissacarídeos da parede celular provavelmente através de ligações covalentes, o que explicaria sua baixa solubilidade. A baixa solubilidade, por sua vez, seria a razão para essa fração apresentar menores taxas de degradação, em relação às demais frações proteicas. O calor aumenta bastante o teor de N ligado à FDN. Ele também é chamado de N insolúvel em detergente neutro (NIDN), pela coagulação e desnaturação das proteínas. Sendo mais intenso, o aquecimento pode provocar as reações de “Maillard”, discutido a seguir, e deixar a proteína indisponível, incorporando-a na FDA. Essa fração é conhecida como Nitrogênio insolúvel em Detergente Ácido (NIDA). Condições predisponentes para a ligação do

NIDA são: 1) Presença de açúcares redutores; 2) Umidade e 3) Calor (especialmente temperaturas acima de 50-60o C). Para a maioria das forragens que não tenham passado por processo que envolva aquecimento, o NIDN costuma ser menor que 1,5% do FDN no N total (próximo a 10% de PB no FDN). Para muitos concentrados, todavia, uma substancial porção do FDN pode ser representada pelo NIDN. Para resíduo de cervejaria, por exemplo, perto de 3,2% do FDN pode ser representado por NIDN. Esse valor pode ser o dobro para grãos secos de destilaria. É importante observar que esses 10% de PB no FDN (=100g de PB por kg de FDN) podem representar até mais que 60% da PB da forragem ligada ao FDN. 2.2. UTILIZAÇÃO DA PROTEÍNA DIETÉTICA: O processo de degradação ruminal de proteína é bastante eficiente à microflora ruminal é altamente proteolítica, grande parte da proteína que chega ao rúmen é extensivamente degradada pelos microrganismos no rúmen, envolvendo neste processo dois passos, proteólise e desafinação. O mecanismo de degradação difere entre as bactérias e os protozoários, nas bactérias a cadeia de proteína é hidrolisada, formando peptídeos e aminoácidos. Os pequenos peptídeos e aminoácidos resultante da ação das proteases bacteriana são transportados par o interior da célula, onde, são incorporados à proteína bacteriana ou degradados a ácidos graxos voláteis de cadeia curta e/ ou ramificada (AGVs), amônia (N-NH3), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e calor de fermentação, sendo os produtos finais excretados para o meio ruminal. A razão da degradação dos aminoácidos pelas bactérias do rúmen, ainda não está bem esclarecida, entretanto, tem sido atribuído à falta de mecanismo de transporte na parede celular bacteriana. Nos protozoários, a proteólise ocorre no interior da célula, uma vez que eles são capazes de englobar pequenas partículas dos alimentos e bactérias, sendo os aminoácidos não incorporados à proteína protozoa lançados no meio ruminal. 2.3. SÍNTESE DE PROTEÍNA BACTERIANA NO RÚMEN: A proteína é ingerida e, dependendo de suas características intrínsecas e do ambiente ruminal vai ser mais ou menos degradada. De forma geral, cerca de 40-80% da proteína da dieta é degradada, dando origem à amônia e polipeptídeos que vão atender as exigências dos microrganismos ruminais. No caso da proteína degradada no rúmen, o seu aproveitamento vai depender das condições ruminais, particularmente da disponibilidade

de energia para que sejam incorporadas como proteína microbiana, essa energia provém, basicamente, da fermentação de carboidratos. Um contínuo suprimento de nitrogênio é necessário para promover a produção de proteína microbiana. A maioria das espécies que habitam o rúmen, em particular, as celulolíticas, só utilizam a amônia como fonte de nitrogênio e não a incorporação direta dos aminoácidos. Contudo, os peptídeos e aminoácidos são necessários, pois são utilizados como precursores de aminoácidos de cadeia ramificada. A fixação de nitrogênio pelas bactérias do rúmen ocorre através de dois processos enzimáticos, onde em alta concentração de N- NH3 envolve a enzima glutamato desidrogenase e sob baixa concentração é fixado envolvendo as enzimas glutamina sintetase e glutamato sintetase, envolvendo nestas reações a utilização de energia. O NNH3 assim fixado é transferido para os precursores de outros aminoácidos através de reações envolvendo transaminação, sendo os aminoácidos resultantes, então, conjugados para formar a proteína bacteriana. Tem sido sugerido que os requerimentos de amônia para a maximização da síntese de proteína bacteriana no rúmen se encontra- entorno de 90 mg de N-NH3 / litro de líquido ruminal e que concentrações abaixo de 5 mg de N-NH3, o que corresponde a um fornecimento dietético de aproximadamente de 7 % de proteína bruta, podem resultar em uma baixa produção de proteína bacteriana por unidade de matéria orgânica fermentada. 2.4. FATORES QUE AFETAM A EFICIÊNCIA DE SÍNTESE MICROBIANA: Vários são os fatores que influem na síntese microbiana no rúmen, os principais compostos necessários para o crescimento microbiano ruminal são a proteína bruta e os carboidratos, os quais podem ser fermentados para proporcionar nitrogênio amoniacal, aminoácidos, esqueletos de carbono e energia na forma de ATP, para a síntese microbiana. O fornecimento de energia, usualmente, é o primeiro fator que limita o crescimento microbiano ruminal. Dessa forma, a maioria dos sistemas nutricionais utiliza direta ou indiretamente estimativas do suprimento de energia para o animal, a fim de predizerem a síntese microbiana. Tem sido demonstrado que, em dietas contendo altos níveis de concentrado, a eficiência de síntese microbiana ruminal é menor do que em dietas com uma relação volumoso:concentrado adequada.

O pH ruminal pode alterar a produção de PBMic ruminal, valores baixos de pH estão relacionados com a redução na digestibilidade dos componentes fibrosos das plantas, em baixos valores de pH ruminal, a energia disponível para o crescimento microbiano é desviada para a manutenção do pH interno dos microrganismos, reduzindo, dessa forma, a eficiência de utilização da energia para síntese microbiana. Uma generalização é que o pH abaixo de 6 inibe a degradação da celulose. Sob condições normais, os microrganismos celulolíticos crescem bem em pH 6,7 em valores de pH inferiores a 6,2 inibem a taxa de digestão e aumentam o lag time para a degradação da parede celular. As exigências dos microrganismos ruminais para compostos nitrogenados são atendidas pela proteína dietética degradada (PDR) e pelo nitrogênio metabólico endógeno proveniente da oxidação de aminoácidos nos tecidos e orgãos, que é reciclado para o rúmen através do sangue ou da saliva A degradação ruminal da proteína é uma das principais razões para a ineficiente utilização da mesma em ruminantes. A degradação ruminal da proteína dos alimentos é um fator importante que afeta o aporte de aminoácidos para o intestino delgado, a velocidade e a quantidade de proteína degradada no rúmen afeta a quantidade de PBMic sintetizada no rúmen e determina a quantidade total de proteína não degradada no rúmen que chega ao duodeno. A taxa de passagem é outro fator que afeta a eficiência de síntese microbiana ruminal, em condições onde a taxa de passagem é elevada, espera-se uma redução nos custos de mantença dos microrganismos, devido a uma redução no tempo de permanência ruminal dos mesmos. Do ponto de vista teórico, espera-se que o máximo de produção microbiana possa ocorrer quando a taxa de diluição for igual à taxa de replicação microbiana. 2.5. DESACOPLAMENTO ENERGIA VS PROTEÍNA: Excesso de energia em relação ao NDR = redução na taxa de degradação por falta de N. Excesso de NDR em relação à energia = perda de N na forma de NH3. 2.6. MÉTODOS UTILIZADOS NA QUANTIFICAÇÃO DA PROTEÍNA MICROBIANA PRODUZIDA NO RÚMEN: Vários métodos são utilizados na determinação da eficiência de síntese de proteína bacteriana produzida no rúmen, dentre os quais o uso de dietas purificadas, quantificação

do ácido di - amino pimélico (aminoácido específico das bactérias), quantificação de ácidos nucleicos, perfil de aminoácidos e utilização de isótopos (35S, 15N e 32 P). 2.7. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE PROTEÍNAS: A proteína que chega ao intestino delgado consiste da fração microbiana, da proteína dietética não degradada no rúmen digestíveis (PNDR) e das secreções endógenas originadas em parte da descamação das células do rúmen – retículo e intestino delgado e das secreções proteicas gastrintestinais. Aproximadamente 60 a 90% da proteína que chega ao intestino delgado são de origem microbiana, Considerada uma proteína de alto valor biológico em virtude do perfil de aminoácidos microbiano ser relativamente constante, com perfil de aminoácidos semelhante à da caseína A composição aminoacídica da proteína microbiana é similar à da proteína dos tecidos do próprio animal, bem como da proteína encontrada no leite (caseína). Em comparação à composição da proteína de concentrados proteicos de origem vegetal, a proteína microbiana contém maior proporção de metionina e lisina. Como ela pode ser produzida com o uso de fontes de NNP, que são muito mais baratas do que fontes de proteína verdadeira, a maximização da produção de proteína microbiana através destas fontes de N são uma excelente forma de fazer dietas mais econômicas. A digestão da proteína no abomaso e no intestino delgado, aparentemente é semelhante ao que ocorre com os não ruminantes, exceto pela abundância de ribonuclease pancreática. No intestino delgado proximal o conteúdo gástrico encontra uma mistura de diferentes proteases inativas secretadas pelo pâncreas para dentro do duodeno que são as endopeptidases (tripsinogênio quimotripsinogênio e elastase) e as exopeptidase (carboxipeptidase A e B). A enzima, enteropeptidase antes chamada enteroquinase, presente nas membranas das células intestinais, especificamente e rapidamente converte o zimógeno tripsinogênio em sua forma ativa à tripsina, esta por sua vez, é a responsável pela conversão dos outros zimógenos para a sua forma ativa. A tripsina, quimotripsina e elastase são endopeptidases, a carboxi - peptidase A e B são exopeptidase e nucleases. Os aminoácidos resultantes da ação enzimática são absorvidos no lúmen do jejuno através de mecanismo de transporte ativo sódio dependente, via sistemas específicos, tendo sido identificados pelo menos quatro, sistemas de transportes: de amino ácido neutros (Ala, Gly, Ser, Thr e Val) sistema de transporte mono amino ácido monocarboxil (Leu, Phe, Tyr, Trp, Asp, His, Cys, Met e Citrulina) sistema de transporte de amino ácidos

di -carboxílico (Glu e Asp), sistema de transporte de amino ácidos di- básicos (lys, Arg, Cis e Ornitina) e sistema de transporte da glicina e imino ácidos (Gly, Pro, Hyp). A capacidade de absorção aparente parece não diferir entre bovinos e ovinos.

Distribuição e absorção aparente de nitrogênio no duodeno de vacas

Fontes de N

% presente

% absorvida

Aminoácido essencial

75 – 80

Aminoácido não essencial

70 – 75

Amidas

Ácido nucleico

80 – 90

Amônia

Adaptado de OLDHAM e TAMMINGA, 1981. Os aminoácidos absorvidos são principalmente utilizados para a síntese de proteína e de acordo com o status fisiológico do animal podem ser utilizados como fonte de energia e de esqueleto de carbono para a síntese de glicose no fígado e nos rins. 3. METABOLISMO DE LIPÍDEOS: Os lipídeos derivados das plantas forrageiras são originários dos cloroplastos do tecido foliar e compreende cerca de 6 a 8% do peso seco deste tecido, são caracterizados pelo elevado conteúdo de glicolipídeos e fosfolipídeos. Na maioria das espécies forrageiras utilizadas na alimentação de ruminantes, os glicolipídeos representam cerca de 70 a 80 % do complexo lipídico presente. Uma alta proporção de ácidos graxos insaturados especialmente 18: 2 (ácido linoleico) e 18: 3 (ácido linolênico) e pequenas quantidades de 18: 1 (ácido oleico) são encontrados no tecido foliar, nos grãos a predominância é de ácido linoleico.

Composição das classes de lipídeos presentes em algumas plantas forrageiras Planta

MGDG

DGDG

DPG

Trifolium repens

46.0

29.8

7.7

6.1

9.1

2.0

1.5

Medicago sativa

50.8

30.7

4.4

4.0

5.1

1.5

3.4

Lolium perene

39.7

30.7

7.5

10.5

5.8

4.3

1.6

Paspalum sp.

52.8

31.7

5.5

3.3

4.2

1.6

0.9

Zea mais

44.7

33.2

4.7

6.9

3.5

1.7

3.5

MGDG = mono galactosil di glicerídeo; DGDG = di galactosil di glicerídeo;

= fosfatidil colina; PG = fosfatidil glicerol; PE = fosfatidil etanolamina; PI = fosfatidil inositol; DPG = didosfatidil glicerol. Fonte: CRISTIE, 1992 3.1. LIPÓLISE E BIOHIDROGENAÇÃO: Os ácidos graxos esterificados de origem dietética são rapidamente hidrolisados pelas lipases microbianas formando ácidos graxos livres e glicerol. Os ácidos graxos encontrados nas forrageiras são hidrolisados mais completamente do que os originários da gordura animal e nos grãos, sendo este fato atribuído à presença de lipases originárias da planta que se mantêm ativas por períodos superiores há 5 horas no rúmen, além da maior afinidade das lipases microbianas a diglicerídeos (alta concentração em forrageiras), do que a triglicerídeos (alta concentração em gorduras de origem animal e grãos). A hidrogenação dos ácidos graxos di e tri insaturados não é um processo de simples e sucessiva adição de hidrogênio às duplas ligações. Este processo é precedido de reações de isomerização que leva a formação de um produto cis trans conjugado intermediário, este diene conjugado sofrerá a seguir uma sequência de hidrogenação até a formação do ácido esteárico. O hidrogênio utilizado na biohidrogenação representa de 1 a 2 % do hidrogênio metabólico e é originário de cofatores (NADH2 e FADH2).

LIPÓLISE E BIOHIDROGENAÇÃO TRIGLICERÍDEO (PLANTA) LIPASES, GALACTOSIDASES, FOSFOLIPASES. GLICEROL + ÁC. GRAXOS INSAT.( CIS-9, CIS-12 C18:2) 

ISOMERASE

PROPIONATO (CIS-9, TRANS-11 C18: 2). 

H2 REDUTASE

GLICOSE

(TRANS-11 C18: 1) H2 REDUTASE C18: 0 (ÁCIDO ESTEÁRICO)

A composição referência do leite de bovinos é predominantemente composta por 95% de triglicerídeos, com diferentes ácidos graxos. Esses ácidos são provenientes da síntese de novo e da renovação de ácidos graxos de cadeia longa pré-formados. O ácido linoleico conjugado (CLA) é formado no rúmen como um primeiro intermediário da biohidrogenação do ácido linoléico, pela enzima ácido linoléico isomerase, proveniente da bactéria anaeróbica ruminal Butyrivibrio fibrisolvens, que isomeriza o ácido linoléico preferencialmente para as formas cis-9 e trans-11 que representa 80 a 90% do total de CLA. CLA é um ácido graxo poliinsaturado encontrado naturalmente nas gorduras de alimentos advindos de ruminantes (carne e leite) e seus derivados, especialmente de animais criados a pasto. Entretanto, em algumas condições, a biohidrogenação pode não ser completa, propiciando o aumento do seu fluxo para os intestinos e na sua concentração no leite, permitindo assim, a singularidade do CLA em produtos alimentícios. Portanto, o leite e seus derivados são a maior fonte de CLA na dieta humana. Sob certas condições dietéticas, como altos níveis de concentrado e dietas de baixa fibra, o perfil de CLA pode ser alterado, causando aumento da concentração do isômero trans-10, cis-12 o que leva a síndrome da baixa gordura em vacas.

Os mecanismos pelos quais os isômeros do CLA trans-10, cis-12, causam redução na síntese de gordura do leite continuam desconhecido, mudanças na composição dos ácidos graxos sugerem uma inibição da via de lipogênese “de novo” e uma redução na atividade da enzima D9 desaturase. Composição em ácidos graxos no conteúdo ruminal de ruminantes alimentados com feno de alfafa Tempo após alimentação (horas) Ácidos graxos

Feno de alfafa (%)

18: 0

3.8

46.0

41.4

42.3

41.5

42.6

18:1

3.0

7.0

7.1

7.2

7.6

7.0

18:2

24.0

2.8

3.9

4.1

3.7

4.5

3.4

18:3

31.0

5.3

6.0

7.1

6.0

8.2

6.3

Fonte: Adaptado de CRISTIE, 1992. 3.2. BIOSSÍNTESE DE LIPÍDEOS NO RÚMEN: Os lipídeos de origem bacteriano são originários de fonte exógenas (lipídeo dietético) e endógena (síntese de novo). Os ácidos graxos sintetizados são principalmente o esteárico (C18: 0) e palmítico (C16: 0) em uma taxa aproximada de 2:1. Os ácidos graxos monos insaturados constituem de 15 a 20 dos ácidos graxos bacteriano e são sintetizados de forma anaeróbica. Os ácidos graxos poli-insaturados não são comumente sintetizados pelas bactérias. A absorção de lipídeos (ácidos graxos de cadeia longa) pelo epitélio ruminal, é negligente, sendo os mesmos catabolizados para ácidos graxos voláteis e dióxido de carbono. 3.3. EFEITOS NA DIGESTÃO RUMINAL: A adição de mais de 10 % de gordura a dieta pode alterar o padrão de fermentação ruminal, reduzindo a digestão de carboidratos estruturais em cerca de 50%, sendo esta redução acompanhada pelo decréscimo na produção de metano, hidrogênio, ácidos graxos voláteis, redução na taxa acetato: propionato e redução na digestão de proteína no rúmen.

Várias teorias têm sido propostas para explicar esta inibição, dentre elas a de que o fornecimento de lipídeos modifica a população microbiana, principalmente à envolvida com a digestão da celulose, que os lipídeos reduzem a disponibilidade de cálcio necessário para a função microbiana. Atualmente, a teoria do efeito antimicrobiano direto tem recebido mais atenção por parte dos pesquisadores. 3.4. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIPÍDEOS: Os lipídeos que alcançam o intestino delgado encontram- se na forma de tri- acil gliceróis, que são emulsificados pela ação detergente dos sais biliares e hidrolisados pelas lipases. O produto é uma mistura de ácidos graxos, mono - acil glicerol e di - acil glicerol, os ácidos graxos e o glicerol são absorvidos pelas células do intestino e dentro delas resintetizados em tri- glicerídeos, os quais são exportados para as células de outros tecidos através da linfa na forma especial de quilomicrons. 4. METABOLISMO DAS VITAMINAS: Os primeiros relatos sobre o desenvolvimento de uma doença carencial de vitaminas foram realizados em 1890 por Eijkman, com aves alimentadas com arroz polido. No ano de 1912 o pesquisador Funk introduziu o termo vitamina que significa VITA = vida e AMINA = grupo de compostos nitrogenados que não são proteínas e que são exigidas em pequenas quantidades. Posteriormente, foram esclarecidas as estrutura e função das vitaminas. As vitaminas são compostos orgânicos, que participam de um conjunto de reações físico–químicas anabólicas e catabólicas relacionadas com as atividades funcionais das células do organismo animal. Vários processos metabólicos são iniciados e controlados por vitaminas específicas. Elas são classificadas de acordo com a sua solubilidade em: Hidrossolúveis – Vitaminas do complexo B e C; Lipossolúveis – Vitaminas A, D, E K. Os ruminantes requerem, em nível de tecido, todas as vitaminas para que possam apresentar um bom desempenho. Contudo, as exigências de um grande número delas, em particular, todas as vitaminas do complexo B e vitamina K, podem ser supridas pela síntese realizada pelos microrganismos ruminais.

4.1. VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS: A absorção de vitaminas lipossolúveis está em função da digestão e absorção dos lipídeos, a secreção da bile e da lipase pelo pâncreas são vitais para sua absorção, a principal área de absorção é na região inicial do jejuno. Vitamina A A vitamina A não ocorre como tal no vegetal, seus precursores, carotenos ou carotenóides, estão presentes nas plantas de várias formas:  - caroteno, -caroteno, caroteno e criptoxantina. A conversão das pró vitaminas ocorrem nas células da mucosa e em outros órgãos como o fígado. O - caroteno apresenta a maior taxa de conversão e atua no organismo do animal nas formas de álcool (retinol) e aldeído (retinal). Nos ruminantes a eficiência de conversão de  - caroteno em vitamina A é menor, em média 1 mg de -caroteno produz 400 UI, enquanto que em monogástricos, a produção é de 1667 UI de vitamina A. Alguns estudos mostram que ocorrem diferenças nas taxas de conversão entre espécies e dentro de espécies, assim, os caprinos e ovinos são mais eficientes na conversão do caroteno em vitamina A, do que os bovinos e as raças Jersey e guernsey convertem menos do que as raças holandesa e pardo suíça. Nos ruminantes cerca de 50 a 80% do caroteno e da vitamina A são degradados no rúmen, o restante é absorvido no intestino delgado de forma ativa, isto é, com gasto de energia e o transporte para o fígado é feito através da linfa como um éster de ácido graxo de cadeia longa associado a uma lipoproteína de baixa densidade. No fígado, ela é armazenada nas células de Kupffer e é liberada na forma de álcool livre para ser levada para outros tecidos por outra lipoproteína. Poucos grãos, exceto milho amarelo contem apreciável quantidade de carotenoide, nas forragens os fenos de leguminosas apresentam quantidades razoáveis de -caroteno, entretanto, o armazenamento, exposição à luz solar, ar e a elevada temperatura por longos períodos tempo reduzem a disponibilidade biológica do caroteno. As funções da vitamina A ao nível molecular inclui a produção de um retino aldeído (rodopsina) que é um pigmento responsável pela recepção da visão no escuro, é também, essencial no crescimento normal e manutenção das células epiteliais e desenvolvimento dos ossos. A deficiência de vitamina A pode ocorrer quando aos ruminantes são fornecidos: dietas altas em concentrado; alimentos que receberam excesso de exposição à luz solar,

ar e temperatura elevada; alimentos processados com elementos oxidantes, tais como minerais e alimentos que tenham sido estocados por longos períodos de tempo. Os sinais de deficiência são caracterizados pela cegueira noturna, degeneração da mucosa e desordens reprodutivas. Nas fêmeas os problemas reprodutivos observados são: atrofia dos ovários, redução na produção de óvulos férteis, aparecimento de cios irregulares, degeneração e retenção da placenta e abortos. Nos machos, devido à redução na conversão do colesterol em hormônios esteroides ocorrem: redução na atividade sexual, degeneração do epitélio germinativo, redução no número de espermatozoides, aumento no número dos espermatozoides anormais, atrofia testicular e das glândulas sexuais acessórias. Nos ruminantes devido à degradação biológica que ocorre no rúmen, estes toleram maiores doses de vitamina A sem mostrar sintomas de toxidez do que os não ruminantes. Os sintomas que podem ocorrer são: rompimento da membrana dos eritrócitos (hemólise), perda de peso, perda de apetite, anormalidade óssea, lesões infamatórias da boca e de pele, aumento do tamanho do fígado, aumento do peso do coração e dos rins entre outros. Vitamina D Na natureza existem duas formas primárias de vitamina D, a ergo calciferol (vitamina D2) que é derivado de esteroides das plantas e no tecido animal o colicalciferol (vitamina D3) derivado do 7 – dehidrocolesterol. A irradiação solar ou a luz ultravioleta é essencial para a produção de ambas as formas biologicamente ativas. Nos vegetais: Ergosterol

luz ultra violeta

ergocalciferol (vitamina D2)

Nos animais: 7- dehidrocolesterol

luz ultra violeta colicalciferol (vitamina D3) pele Nas células hepáticas parte das vitaminas D são esterificadas e associadas a lipoproteínas e são armazenadas e parte transformada em 25- hidroxiergocalciferol e 25hidroxicolicalciferol através da ação de enzimas denominadas hidroxilases, sendo o volume de hidroxilação dependente da taxa de absorção de vitaminas D. Assim, com a ingestão de quantidades maiores de vitamina D, a atividade das hidroxilases diminui e ocorre um aumento na taxa de armazenamento. Reação de hidroxilação: Colecalciferol + NADPH + O2 hidrolases

25- hidroxicolecalciferol + NADP + H2O

Ocorrendo

aumento

demanda

cálcio

fósforo

25-

hidroxiergocalciferol e o 25- hidroxicolicalciferol são transportados pelo plasma sanguíneo aos rins, onde ocorre outra hidroxilação com a formação das formas das vitaminas

fisiológicas

mais

ativas,

1,25-hidroxiergocalciferol

1,25-

hidroxicolicalciferol que ligadas à proteína plasmática é levada a mucosa intestinal onde estimulam a formação de uma proteína transportadora de cálcio. O 1,25hidroxicolicalciferol é a forma fisiológica mais ativa da vitamina D sendo quatro a cinco vezes mais efetivo em promover a absorção de cálcio do que o 25 hidroxicolicalciferol e este por sua vez é cerca de duas vezes mais ativo do que o colicalciferol. O 1,25- dihidroxicolicalciferol juntamente com o paratormônio estimula a absorção de cálcio e fósforo no intestino delgado, aumenta a mobilização de cálcio e fósforo da matriz óssea e dos dentes. Quando há um bom suprimento de cálcio e fósforo os rins transformam o 25- hidroxicolicalciferol em 24,25 e 1,24, 25- hidroxicolicalciferol, estas formas ativas estimulam a absorção intestinal de cálcio e fósforo, entretanto, apresentam ação pouco intensa sobre as células ósseas. Evidências recentes indicam que os ruminantes utilizam a vitamina D 3 mais eficientemente do que a D2. O principal sinal de deficiência da vitamina D em animais em crescimento é o raquitismo e em adultos osteomalácea. Vitamina E A vitamina E na forma ativa encontra-se presente em compostos conhecidos como tocoferóis, dos quais, existem vários isômeros, sendo o - tocoferol o de maior atividade biológica. Ela está estreitamente associada com a vitamina A quanto à distribuição no tecido adiposo e na sua proteção quanto à oxidação. Os tocoferóis são emulsificados com auxílio dos sais biliares e entram na formação das micelas que são pré-requisito para a sua absorção. Os grãos de cereais são boas fontes de vitamina, porém a concentração do tocoferol varia com a espécie. O trigo e a cevada se parecem com a forragem, no qual contém principalmente -tocoferol, porém o milho contém, além do -tocoferol quantidades apreciáveis de -tocoferol. A inter-relação entre selênio e vitamina E em nutrição animal sugere que o selênio tem uma função semelhante à vitamina E. A vitamina E atua atuar como um anti oxidante natural inter e intra - celular, evitando a oxidação dos ácidos graxos insaturados da membrana das células e das partículas subcelulares, enquanto o selênio atua nas células a

nível enzimático modulando a atividade da glutationa peroxidase. Esta enzima destrói os radicais livres que se formam no interior das células evitando a formação de hidroxilas (OH¯) e de hidroperóxidos. As hidroxilas e os hidroperóxidos atuam a nível de membrana ocasionando a oxidação dos ácidos graxos insaturados e a formação de novos hidroperóxidos. Em contraste com a vitamina A, a vitamina E pode ser armazenada na placenta, mas a sua transferência ao feto não é muito eficiente, pois sintomas de deficiência de vitamina E no feto e no animal recém-nascido só são prevenidos administrando-se à mãe quantidades consideráveis de tocoferóis, durante a gestação. Os tocoferóis excretados no leite correspondem a menos de 1% da quantidade de tocoferóis ingeridos. Em ruminantes, as exigências em vitamina E são influenciadas pela concentração de anti oxidantes, aminoácidos sulfurados e selênio da dieta. Os sintomas de deficiência são caracterizados por lesões distróficas nos músculos, conhecida como doença do músculo branco. Vitamina K O termo vitamina K é usado para descrever um grupo de quinonas solúveis em gordura que tem como característica estar relacionada com o mecanismo de coagulação sanguínea, as duas fontes naturais de vitamina K são as filoquinonas encontradas nos vegetais (Vitamina K1) e as menoquinonas (Vitamina K2) sintetizada pelos microrganismos do rúmen, apresentando ambas as formas atividades biológicas similar. Sob condições de alimentação normal, não são observados sintomas de deficiência em ruminantes. 4.2. VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS: As vitaminas deste grupo, como as do complexo B (tiamina, riboflavina, niacina, piridoxina, ácido pantotênico, biotina, ácido fólico, inositol, cianocobalamina e colina) que são sintetizadas no rúmen e a vitamina C sintetizada nos tecidos dos animais, são requeridas em quantidades mínimas e são utilizadas como cofatores enzimáticos das principais vias metabólicas do organismo. Vitamina B1 ou Tiamina A tiamina na forma de pirifosfato de tiamina faz parte integrante de uma coenzima (co-carboxilase), é essencial no metabolismo dos carboidratos como coenzima da oxidase do ácido pirúvico e da oxidase do ácido alfa-cetoglutárico, apresenta ainda

outras

funções como na transmissão de impulsos nervosos, na reprodução, na lactação, no apetite e na digestão normais.

Vitamina B2 ou Riboflavina É sintetizada pelos vegetais, leveduras, fungos e bactérias autotróficas. A riboflavina não é sintetizada por nenhum animal, mas os microorganismos do rúmen e do tubo digestivo produzem quantidades suficientes para atender às necessidades dos animais. A riboflavina é fosforilada na mucosa intestinal durante a absorção e estocada em pequenas quantidades no fígado, baço, rim e coração. O excesso é eliminado pela urina, podendo pequenas perdas ocorrer através da sudorese. A riboflavina faz parte de diversos sistemas enzimáticos, envolvidos no metabolismo intermediário atuando na forma de flavina-mononucleotídeo ou na forma de flavina adenina-dinucleotídeo, como componente de enzimas transportadoras de hidrogênio, as chamadas flavoenzimas. Niacina A niacina existe praticamente em todas as células vivas, onde se apresenta na forma de ácido nicotínico (vegetais) ou de nicotinamida (animais). Metabolicamente a niacina atua na forma de nicotinamida adenosina dinucleotídeo (NAD) e de nicotinamida adenosina dinucleotídeo fosfato (DADP). ( duas coenzimas: NAD e NADP). O NAD funciona como coenzimas para diversas enzimas conhecidas como desidrogenases e que catalisam reações de oxidação e redução. A NADP funciona como coenzima de diversos sistemas enzimáticos e é sintetizada a partir da NAD. A NAD e a NADP participam nas seguintes reações no metabolismo bioquímico dos animais: -

Metabolismo dos carboidratos

Metabolismo de proteínas e aminoácidos

Metabolismo de lipídeos

Síntese de Rodopsina.

Vitamina B6 ou Piridoxina O termo vitamina B6 é classicamente aplicado à piridoxina, entretanto, refere-se a vários compostos químicos com atividade vitamínica B6. São representados pela piridoxina ou piridoxol (álcool); piridoxal (aldeído) e piridoxamina (amina). Esses três compostos têm atividade vitamínica e são convertidos em piridoxal fosfato que é a coezima ativa. Muito pouco se conhece sobre os fatores que influenciam a absorção de vitamina B6, embora a sua absorção seja bastante rápida. É distribuída na forma combinada

(complexo fosfato-proteico) por todos os tecidos do organismo animal, onde atua na forma de coenzima sua atuação está intimamente ligado ao metabolismo dos aminoácidos participando das reações de transaminação, descarboxilização, de rancenização, transulfuração, desulfuração e no transporte de aminoácidos através das membranas celulares. Ácido Pantotênico O ácido pantotênico livre é um óleo instável e bastante higroscópico, motivo pelo qual é usado principalmente nas formas de sais cálcicos e sódicos. De grande importância é também o pantotenol (álcool), que tem toda a atividade do ácido pantotênico, ambas as formas são de absorção rápida e facilmente convertidos em ácido pantotênico no organismo. O ácido pantotênico é utilizado como substrato para a biossíntese da coenzima A e faz parte da proteína transportadora de grupo acil (PTA). Vitamina B12 Cianocobalamina A vitamina b12 é uma vitamina que contém cobalto, sendo frequentemente observada como um derivado do cianeto. Ela pode atuar na síntese proteica e no metabolismo de compostos que contém um átomo de carbono. A vitamina b12 é absorvida no íleo e a sua absorção depende da presença do ácido clorídrico e de um constituinte do suco gástrico normal (fator intrínseco). A vitamina b12 em si não tem atividade como coenzima, mas serve como substrato para síntese da coenzima B12, numa reação catalisada pela vitamina B12 refutasse. A vitamina B12 participa de diversos sistemas enzimáticos tais como: -

Metilmalonil Coa isomerase

Glutamato mutase

Ativação de grupos metílicos

Sua importância está relacionada com a síntese de ácido nucléico, dos grupos metila, metabolismo dos carboidratos e gorduras. Em dietas com níveis excessivos de proteínas, as necessidades em B12 ficam aumentadas. Biotina A biotina é encontrada em pequenas quantidades em todos os tecidos animais e vegetais. A biotina é absorvida no intestino delgado, embora todas as células contenham biotina a maior concentração é observada no fígado e nos rins. A função da biotina no metabolismo intermediário está ligada a uma série de reações de carboxilização, fazendo parte das carboxilases, a biotina tem no organismo

dos animais um papel bioquímico de fixação de CO2. As reações de fixação de CO2 nas quais a biotina participa são: -

Síntese do ácido oxalacético a partir do ácido pirúvico -

Síntese de melonil CoA

Síntese de ácido succínico

Síntese de Carbonil-fosfato.

Ácido Fólico O ácido fólico é essencial ao metabolismo dos compostos monocarbonados (C 1). Como reações específicas envolvendo a transferência de C 1 pelo ácido fólico, temos: -

Inter conversão da serina e glicina;

Transferência do carbono alfa da glicina como fonte de unidade de C 1 para muitos processos de sínteses;

Síntese de purinas;

Degradação de histidina;

Síntese de grupamentos metil para muitos compostos tais como metionina, colina e timina. As bases purinas (adenina e guanina) bem como a tiamina são importantes

elementos para formação dos ácidos nucléicos; desta forma, uma carência de ácido fólico produz graves transtornos na biossíntese dos ácidos nucléicos essenciais a formação celular. Colina A colina intervém na regulação de processos metabólicos, consistindo principalmente no fornecimento de grupos metil-lábeis, utilizáveis nos processos de transmetilação. A biossíntese da colina ocorre normalmente no organismo dos animais. A colina não desempenha no organismo animal nenhuma atividade correlacionada com coenzima. No metabolismo animal a colina desempenha algumas funções como: síntese de lecitina; síntese de esfingomielina e síntese de acetilcolina. A colina previne a degeneração gordurosa do fígado através da sua ação lipolítica. Em ruminantes sob condições normais de alimentação não tem sido constatado deficiência de vitaminas desse grupo. Entretanto, a adição de vitaminas do complexo B a ração tem mostrado respostas significativas na produção, este assunto será abordado mais adiante no capítulo aditivos.

Vitamina C O ácido ascórbico tem a capacidade de ceder e receber elétrons, o que lhe confere um papel essencial como antioxidante. Dessa forma, a vitamina C participa do sistema de proteção antioxidante, assumindo a função de reciclar a vitamina E. A vitamina C está envolvida na hidroxilação da prolina para formar hidroxiprolina, necessária para a síntese de colágeno. É importante ainda na cicatrização de feridas, fraturas e no controle de sangramentos gengivais. O ácido ascórbico é essencial para oxidação da fenilalanina e tirosina; para a conversão de folacina em ácido tetrahidrofólico e na formação de noradrenalina a partir de dopamina. Ele também é necessário para a redução do ferro férrico a ferroso no trato intestinal. A vitamina C é um nutriente de um grupo que inclui a vitamina e o β-caroteno, os quais são conhecidos como antioxidantes. 5. METABOLISMO DOS MINERAIS: O termo mineral deriva da palavra latina MINERA, do adjetivo do Latim mineralis, “relativo às minas”. Mineral, são substâncias com estrutura interna ordenada (cristais), de composição química definida, origem inorgânica e que ocorre naturalmente na crosta terrestre. Todos os seres vivos necessitam de elementos inorgânicos (minerais) para seus processos vitais normais. As funções dos minerais na fisiologia animal estão interrelacionadas e poucas vezes podem ser considerados como funções independentes. Até o desenvolvimento de técnicas analíticas precisas, uma grande quantidade de elementos minerais presentes nos tecidos vivos era denominado “elementos traço” e suas funções e seu metabolismo dificilmente eram estudados. Os minerais são considerados essenciais, isto é, aqueles dos quais se conhece pelo menos uma função vital ao animal são classificados baseado no critério quantitativo de acordo com a sua concentração no organismo animal em macro minerais e micro minerais, sendo que a utilização desses termos não implica uma menor função do último grupo, mas sim se refere à quantidade necessitada pelo animal. A classificação, por sua vez, não considera o papel de cada elemento no organismo animal, e o conteúdo de certos minerais no organismo, visto que, estes podem apresentar consideráveis variações, dependendo do “habitat” dos animais, do tipo de alimentação e da espécie animal. Cerca de 50 minerais contidos no organismo, somente 15 são indispensáveis aos processos metabólicos e por esta razão devem estar presentes na

alimentação: cálcio (Ca), fósforo (P), potássio (K), sódio (Na), cloro (Cl), magnésio ( Mg ) e enxofre (S) e os micro minerais cobalto (Co), cobre (Cu), molibdênio ( Mo), ferro (Fe), zinco (Zn), iodo (I), manganês (Mn) e selênio (Se). Os primeiros 7 elementos são denominados de macro minerais, pois são necessários aos animais em quantidades maiores. Os últimos oito são denominados micro minerais, porque são necessários aos animais em pequenas quantidades. Esta classificação adentra o campo da fisiologia, bioquímica e nutrição animal. Os minerais são encontrados no organismo agrupados em três classes: Minerais essenciais presente em concentrações aproximadamente constantes nos tecidos sadios dos animais; b) Deficiência em dietas balanceadas resulta em anormalidades estruturais e/ou fisiológicas reproduzíveis; c) A adição em dietas específicas evita ou recupera as anormalidades estruturais e/ou fisiológicas; d) As anormalidades induzidas por deficiências minerais devem ser acompanhadas por alterações bioquímicas específicas, sendo prevenidas ou revertidas com a remoção da deficiência. Minerais não essenciais: a) Encontrados em proporções apreciáveis no corpo animal sem papel metabólico; b) Presença acidental nos alimentos consumidos (alumínio, antimônio, bismuto, boro, chumbo, germânio, mercúrio, ouro, prata, rubídio e titânio). Minerais potencialmente tóxicos: a) Todos, dependendo da quantidade e período de consumo; b) Variação nas quantidades tóxicas conforme o elemento, composto químico, espécie e idade do animal que o consome; c) Ocorrência natural ou contaminação nos alimentos, água e ar.

Conteúdo médio de minerais no corpo de bovinos

Macro minerais Cálcio Fósforo Potássio Enxofre Sódio Cloro Magnésio

Micro minerais

0,70 0,17 0,15 0,14 0,10 0,05

Ferro Zinco Cobre Iodo Manganês Vanádio Cromo Molibdênio Cobalto Selênio Flúor Silício Níquel Estanho

Ppm 50 20 5 0,43 0,30 0,30  0,09  0,07  0,04 Traços Traços Traços  0,14 0,43

Fonte: adaptado de MILLER (1979) 5.1. FONTES DE MINERAIS: As criações de centros tropicais frequentemente não recebem suplementação mineral, exceto sal comum e os animais praticamente dependem exclusivamente das forragens para atender suas exigências. Contudo, raramente as forragens satisfazem os requisitos. A água não é normalmente a maior fonte de minerais. Todavia, apesar da elevada variabilidade todos os elementos minerais essenciais são nela encontrados. A ingestão direta de solo ou através da contaminação das forragens, pode resultar na ingestão exagerada de alguns minerais o que poderá levar a redução na digestibilidade verdadeira de outros. O consumo direto de solo e ossos é frequentemente relacionado como um indicador de deficiência mineral. Natureza e nível de produção, idade do animal, forma química do elemento nos alimentos, inter-relação com outros nutrientes são alguns dos fatores que afetam a exigência em minerais. Os minerais podem interagir entre si, com outros nutrientes e com fatores não nutritivos. As interações entre os minerais podem ser sinérgicas ou antagônicas, ocorrendo nas misturas alimentares, no sistema digestivo, nos tecidos ou no metabolismo celular. Os processos de antagonismo são complexos e podem ocorrer pela inibição simples da absorção por competição.

As fontes de minerais mais comumente utilizadas na nutrição animal são as fontes inorgânicas de origem geológica. As fontes de minerais mais comumente utilizadas na nutrição animal são as fontes ou industrial (óxidos, sulfatos, cloretos, carbonatos e fosfatos). Dados de pesquisas apontam que na América Latina em 2615 amostras de forragens analisadas foi constatado que: 73% foram deficientes em fósforo (P) 60% foram deficientes em sódio (Na) 75% foram deficientes em zinco (Zn) 43% foram deficientes em cobalto (Co) 47% foram deficientes em cobre (Cu) 35% foram deficientes em magnésio (Mg) As gramíneas geralmente são pobres em P, Cu, Zn e Co e ricas em Fe. Por outro lado, os grãos e farelos possuem níveis mais elevados de P em relação ao Ca e os níveis de microelementos minerais são bastante variáveis em função do solo e do nível de adubação. 5.2. FUNÇÕES DOS MINERAIS: Os elementos minerais podem exercer quatro funções no organismo animal. Apesar desta separação, cada função não é exclusiva de um determinado elemento mineral, de forma que, um único mineral pode exercer mais de uma função específica assim como diversos minerais podem exercer uma única função quando em interação no organismo animal Função estrutural: Compõem estruturas nos órgãos e tecidos do corpo. Por exemplo, Ca, P, Mg, F e Si nos ossos e dentes e P e S nas proteínas do músculo. Zn e P contribuem com a estabilidade estrutural de moléculas e membranas das quais fazem parte; Função fisiológica: Ocorrem nos fluidos e tecidos como eletrólitos e estão envolvidos com a manutenção da pressão osmótica, do balanço ácido-básico, da permeabilidade de membranas e irritabilidade dos tecidos. Exemplo: Na, K, Cl, Ca, e Mg no sangue, fluido cérebro-espinhal e suco gástrico; Função catalítica: Agem como catalisadores nos sistemas enzimáticos e hormonais, como componentes da estrutura de metal proteínas ou como ativador do sistema exemplo:

cofatores enzimáticos (Mg, Cu), contribuindo de forma estrutural ou funcional para a atividade enzimática (Zn, Mo, Se), hormonal (I) ou vitamínica (Co); Função reguladora: Recentemente, tem-se verificado ação reguladora dos minerais na replicação e diferenciação celular. Ca, por exemplo, influencia o sinal de transdução e o Zn na transcrição durante o mecanismo de síntese proteica no organismo animal. O metabolismo de vários minerais é controlado ou bastante afetado por certos hormônios. Entre eles, pode-se citar os hormônios paratiróideo, os quais agem sobre o cálcio e o fósforo, a aldosterona, que age sobre o sódio e elementos, como o zinco em animais monogástricos, mas aparentemente exerce muito menos influência em ruminantes. Nos animais ruminantes os minerais são essenciais para o estabelecimento do equilíbrio no rúmen por favorecerem o crescimento microbiano, participarem dos processos energéticos e ativarem enzimas microbianas essenciais à produção de metabólitos bacterianos utilizados pelos ruminantes. 5.3. MACRO E MICRO MINERAIS: Cálcio - Ca Dentre os 15 elementos minerais considerados essenciais à dieta esses dois minerais ocupam posição de destaque em razão das múltiplas e importantes funções que desempenham no organismo. A maioria das espécies utilizam o cálcio e o fósforo com a participação da vitamina D. Esses elementos representam cerca de 70 % do total de minerais do corpo, 99 % cálcio e 80 % do fósforo são encontrados nos ossos e nos dentes. A composição elementar dos ossos se revela bastante constante sob condições normais de nutrição e a relação Ca: P se mantém próxima a 2: 1 razão pela qual a relação dietética entre 1: 1 a 2: 1 é assumida como ideal. Como funções específicas do cálcio no organismo destacam-se: - Responsável pelo início do processo de coagulação sanguínea funcionando como cofator enzimático da enzima, tromboplastina tissular, responsável pela transformação da protombina em trombina, sendo o cálcio denominado como fator IV da coagulação sanguínea.

- Controle em conjunto com a lecitina da permeabilidade da membrana celular regulando assim a absorção de nutrientes pelas células; - Importante na regulação e transmissão dos impulsos nervosos de célula a célula através de sua participação na formação da acetil - colina; - Participa do estímulo da contração muscular, um excesso de cálcio no sangue pode provocar um estado de contração tônica (cãibra), enquanto níveis abaixo do normal podem resultar em contrações espasmódicas conhecidas como titânia. A maior porção do cálcio que não está presente nos ossos e dentes se encontra no sangue com seus níveis variando em bovinos de nove a 12mg / 100 ml de soro. O nível mínimo é regulado pelo hormônio secretado pela paratireoide (paratormônio). Desta maneira, quando a demanda por cálcio do organismo aumenta o paratormônio mantém o nível sérico através da mobilização dos ossos, aumenta a reabsorção renal e intestinal. Por outro lado, quando o nível sanguíneo tende a um excesso (hipercalcemia) a tireoide é estimulada a secretar o hormônio calcitonina, cujo efeito é o oposto do exercido pelo paratormônio. Deste modo, o nível dietético não exerce nenhum efeito sobre a concentração sérica, razão pela qual a dosagem de cálcio sérico não se presta ao diagnóstico das deficiências nutricionais do elemento. Contudo, sob condições de um aumento exagerado na demanda como ocorre na doença metabólica denominada “titânia da lactação” ou como consequência da redução na absorção e utilização do cálcio provocado pela ação de substância quelantes como os oxalatos, é possível através da análise do soro sanguíneo quantificar níveis abaixo da normalidade. Em vacas e ovelhas o local de maior absorção é o intestino delgado, na parte anterior ao piloro. O sistema ativo de transporte de cálcio depende grandemente da ação de uma proteína que transporta o cálcio pela mucosa intestinal até o fluído extra celular, estando à formação desta proteína transportadora induzida

pela vitamina D.

No Brasil, o cálcio é um dos poucos elementos cuja concentração na matéria seca das forrageiras se mantém relativamente constante ao longo dos vários períodos do ano, sendo desaconselhável a suplementação, pois o aumento da concentração no sangue pode provocar uma redução na absorção de outros elementos como o zinco e o iodo e precipitar o desenvolvimento de condições patológicas como a paraqueratose e o bócio, resultante de uma deficiência na absorção de zinco e iodo, respectivamente.

A deficiência de cálcio está relacionada com a deficiência de fósforo e / ou vitamina D, os casos mais comuns da carência destes minerais são o raquitismo em animais jovens e a osteomalácea em animais adultos. Fósforo - P A concentração normal de fósforo no soro sanguíneo de bovinos veria entre 4 a mg / 100 ml. Embora a homeostase não seja tão eficiente quanto à do cálcio o organismo é capaz de mobilizar o fósforo de suas reservas ósseas para atender as demandas prioritárias nos períodos críticos. Sua importância é ressaltada por ser o mineral que participa de maior número de funções conhecidas no organismo animal Dos 20 % do fósforo contidos na matéria inorgânica dos ossos, a maior porção se encontra nos glóbulos vermelhos. As atividades do fósforo são múltiplas, além da sua função como parte da estrutura de ossos e dentes

exerce ainda outras atividades

importantes dentre as quais: - Participação na transformação do caroteno em vitamina A; - Participação no metabolismo de carboidratos, através da formação de hexose fosfato, proporcionando a absorção da glicose na mucosa intestinal como composto fosforilado; - Componente da saliva; - Participação na transferência de energia através das ligações fosfatadas altas em energia encontradas em compostos como tri fosfato de adenosina (ATP) e fosfato de creatina; - Constituinte de nucleoproteínas (DNA e RNA) e fosfoproteínas como a caseína; - Participa no metabolismo das gorduras, através da formação intermediária de lecitina; - Constituinte essencial dos fosfolipídios, presentes em todos os tecidos e especialmente abundante nas células do tecido nervoso; - Participa da manutenção da pressão osmótica e do equilíbrio ácido – base. Em contraste com cálcio, nenhum mecanismo tem sido descrito para o controle da absorção de fósforo, sendo considerado que a absorção se produz por uma difusão simples, o grau de absorção é influenciado pelo status de fósforo do animal ocorrendo absorção com igual magnitude ao longo do intestino delgado. Entretanto, tem sido demonstrado que os processos absortivos de fósforo são saturáveis e seu transporte pela parede intestinal é estimulado pela vitamina D.

Os teores em gramíneas forrageiras tropicais variam de 0,8 a 3 g de P/kg de matéria seca. Certamente, em termos de fósforo, tais níveis não permitem elevados desempenhos (ganho de peso ou produção de leite) na ausência de suplementação com outras fontes de fósforo, entretanto, tem-se observado que em pastagens tropicais bem manejadas os teores de fósforo tendem a ser mais elevados (2 a 3 g de P/kg de MS), o que reduz, mas não elimina a necessidade de fornecimento suplementar de fósforo. Um dos primeiros efeitos da deficiência de fósforo é a redução no consumo voluntário de forragens pelo animal, sendo a perda de apetite, (anorexia), presumivelmente devido a um distúrbio no metabolismo energético, reduzindo desta maneira a eficiência alimentar. Podendo ainda, os animais apresentarem uma depravação no apetite, passando a ingerir pedras, madeira, terra e ossos. Os distúrbios reprodutivos são representados pela baixa taxa de nascimento de bezerros e cordeiros, sendo esta subfertilidade relacionada com supressão ou regularidade no cio. Na produção de leite a deficiência provoca uma redução na produção, sem, contudo alterar a composição e as proporções de cálcio e fósforo no produto. Quando alimentos concentrados são incorporados na dieta em níveis de 10–20%, eles tendem quase sempre a atender ou até mesmo a superar as exigências de fósforo dos animais. Este efeito obviamente está vinculado ao tipo de alimento e aos fatores inerentes ao próprio animal (nível de desempenho, idade, etc.). Os efeitos tóxicos do flúor têm caráter acumulativo e dependem da quantidade ingerida, duração e continuidade da ingestão, solubilidade da fonte de flúor, espécie animal, idade, nutrição e presença de antagonistas. Como fósforo e flúor participam da mesma molécula de apatita, as disponibilidades biológicas de ambos estão interligadas. A concentração de flúor nos fosfatos alimentares depende em grande parte da origem e processamento. Estudos demonstram que as rochas fosfáticas brasileiras apresentam níveis baixos de flúor e metais pesados. Potássio - K É o terceiro mais abundante mineral elemento mineral no corpo do animal, 67% encontra-se na pele e músculo, difunde-se livremente através da parede do rúmen e omaso, entretanto, o sítio de maior absorção é o intestino delgado. As principais funções são:

- Principal cátion do fluído intracelular; - Age como uma base disponível para neutralizar os ácidos no equilíbrio ácido – base; - Funciona na manutenção do balanço hídrico corporal; - Ativa ou age como cofator em muitos sistemas enzimáticos; - Participa do balanço iônico com o sódio, magnésio e cálcio; - É um importante componente da saliva. As forrageiras normalmente possuem quantidades suficientes de potássio para atender as necessidades dos ruminantes, alguma deficiência tem sido relatada em animais criados em confinamento que recebem dietas a base de grãos. A deficiência de potássio resulta na redução da ingestão de alimento, parada no crescimento, rigidez e paralisia muscular degeneração dos órgãos vitais e distúrbios nervosos. Magnésio- Mg O magnésio é abundante na maioria dos alimentos comumente utilizados na alimentação animal, sendo amplamente distribuído no tecido animal 60 % está no esqueleto e o restante nos tecidos moles, o nível normal no plasma varia de 1,8 a 3,0 mg / 100 ml. As funções do magnésio estão ligadas ao metabolismo de carboidratos e lipídeos, onde, ele atua como catalisador enzimático em cerca de 80 reações químicas. Em ruminantes o principal sítio de absorção é a região do retículo - rúmen, sua absorção é reduzida quando os níveis de cálcio e fósforo encontram - se elevados. Por outro, níveis baixos de magnésio associado a altos de potássio determinam o aparecimento de hipomagnesemia (tetania magnesiana e tetania forrageira), caracterizada pelos seguintes sintomas: tremores, movimentos lentos, excitação, convulsões salivação abundante e calcificação dos tecidos moles. Sódio – Na e Cloro Cl O sódio e o cloro são elementos essenciais da dieta já que suas reservas do corpo são limitadas e qualquer excesso consumido é rapidamente excretado na urina. Embora os requerimentos sejam expressos como cloreto de sódio não tem sido evidenciado uma deficiência específica de cloro, sendo o nutriente crítico o sódio. A maior parte do sódio

encontra-se nos líquidos extracelulares do organismo, o cloro como íon cloreto é por sua vez maior no líquido cérebro espinhal do que nos demais líquidos corporais. Em ruminantes, tem sido constatado que tanto o sódio, quanto o cloro são absorvidos com diferentes taxas ao longo do trato gastrintestinal, sendo as maiores observadas no intestino grosso. O sódio e o cloro apresentam individualmente muitas funções essenciais: - O sódio é o principal cátion do fluído extracelular; - Manutenção da pressão da pressão osmótica dos líquidos corporais; - Manutenção de equilíbrio ácido- base; - Controle do metabolismo de água nos tecidos; - Controle da passagem dos nutrientes para o interior da célula e dos produtos de excreção para fora dela; - Participa na ativação da proteína condutora de glicose. - O cloro é o principal ânion do fluído extracelular; - Faz parte do ácido clorídrico; essencial para a digestão gástrica; - Participa da regulação do pH sanguíneo; - Manutenção da pressão osmótica dos líquidos corporais. Os sinais da deficiência de sódio não são específicos, contudo, a falta deste na dieta provoca redução no consumo de alimentos, perda de peso ou ganho abaixo do esperado, depravação do apetite e redução na produção de leite. Enxofre - S É um dos elementos mais abundante na natureza, representa aproximadamente 0,15 a 0,20% do peso vivo do animal, está presente nos aminoácidos sulfurados, metionina, cistina e cisteína, nas vitaminas do complexo B, biotina e tiamina, faz parte dos polissacarídeos sulfatados, como a condroitina, componente dos ossos, parede de vasos sanguíneo, cartilagens e tendões, constituinte de enzimas e hormônios. As principais funções que envolvem o enxofre são: -

Síntese e metabolismo de proteína;

Metabolismo de carboidratos e lipídeos;

Coagulação sanguínea;

Balanço ácido – base do fluído intra e extracelular;

Manutenção da estrutura das proteínas;

Ligações dos substratos com os sítios das enzimas através dos grupos – SH – (cisteína) e - S - S (cistina);

Síntese de propionato a partir do ácido láctico via rota do acrilato. Uma possível deficiência deste mineral ocorre quando é utilizado na alimentação

dos ruminantes nitrogênio não proteico como única fonte de nitrogênio (ureia). Por esta razão é sugerida uma relação nitrogênio e enxofre de 10 a 12: 1. A deficiência de enxofre resulta no acúmulo de lactato no rúmen e no sangue, redução na síntese de proteína microbiana, redução na ingestão de alimentos e perda de peso. Cobalto - Co Cerca de 3% do cobalto ingerido é convertido em vitamina B12, cianocobalamina, no rúmen. É a única vitamina a possuir em sua molécula o cobalto, pouco mais de 2% é absorvida no íleo. Esta vitamina participa como catalisadora de reações de transferência de grupos metila, como a produção de metano pelas bactérias metanogênicas e conversão de propionato a succinato no ciclo de Krebs pelas bactérias do rúmen. Deste modo, a deficiência deste mineral na dieta pode provocar a redução da atividade da enzima metil malonil-COA isomerase, ocorrendo, desta maneira, um aumento no nível de propionato no sangue e como consequência uma redução na ingestão de alimento. Cobre – Cu O cobre no organismo animal guarda uma estreita relação com o ferro e o molibdênio, ele está presente nos músculos, medula óssea, fígado e sangue. É um elemento essencial na absorção, mobilização e utilização do ferro na síntese de hemoglobina e ainda constituinte de várias enzimas do metabolismo ósseo e do sistema nervoso. O papel e importância do cobre (Cu) no metabolismo animal são bem conhecidos. A deficiência e toxicidade do Cu em ruminantes ocorrem frequentemente em muitas partes do mundo. A mais importante deficiência de origem mineral depois do fósforo,

talvez seja a de Cu. O desenvolvimento da deficiência de Cu depende tanto da concentração de Cu na dieta como das concentrações dos antagonistas que interferem com a absorção e a subsequente utilização para os processos metabólicos. A deficiência simples causada pela ingestão de quantidades pequenas de Cu dietético é frequentemente responsável pelo desenvolvimento de desordens clínicas como: anormalidades na pigmentação e queratinização da lã e pêlo, anemia, anormalidades esqueléticas e ataxia enzoótica. Embora seja comum observar-se deficiência de Cu em ruminantes a pasto com concentrações, aparentemente adequadas de Cu, esta deficiência induzida é causada pela presença de antagonistas que reduzem a disponibilidade de Cu. Molibdênio (Mo) e enxofre (S) têm sido identificados como os antagonistas do Cu de maior importância. Os tiomolibdatos ligam-se com o Cu, no rúmen, para formar cupro-tiomolibdatos que são insolúveis e indisponíveis para a absorção. Os tiomolibdatos ligam-se aos sólidos do rúmen e, quando a concentração de TMs é alta, também com a fase líquida do rúmen. Os excessos de tiomolibdatos, quando absorvidos, passam ao sangue e produzem distúrbios sistêmicos no metabolismo do Cu. Molibdênio - Mo Apesar de a base para tal ação não ser conhecida, tem sido observado que o molibdênio tem tido um efeito estimulante sobre a degradação da celulose pelos microrganismos no rúmen. Ademais, esse elemento também é um componente dos esmaltes dos dentes. O molibdênio é um dos componentes das enzimas xantina oxidase, sulfito oxidase e aldeído oxidase, não há evidência de que sob condições práticas ocorra deficiência de molibdênio, entretanto, seu metabolismo é afetado pelo cobre e enxofre, com ambos atua antagonistamente. No rúmen, o molibdênio interage com o enxofre formando o tiomobilidato, resultando assim em um decréscimo na sua absorção intestinal, níveis dietéticos baixo de molibdênio pode causar uma deficiência de cobre e o aumento dietético de cobre pode causar uma intoxicação por molibdênio. Deste modo, ele é sempre estudado mais sobre o aspecto tóxico do que como elemento essencial, não sendo recomendado sua adição em suplemento mineral.

Ferro - Fe Uma das mais importantes funções do ferro no organismo está relacionada com a sua participação no processo de utilização e transporte de oxigênio. O ferro é componente da hemoglobina, mioglobina, citocromos e enzimas como catalase e peroxidase, em todos estes compostos o ferro é componente de uma substância chamada porfirina. Para ser absorvido no intestino delgado, o ferro tem de ser reduzido de ferro 3+ para ferro2+ e quelado com um composto orgânico chamado ferritina. Uma vez, na corrente sanguínea ele é novamente oxidado a ferro 3+ e levado aos locais onde é utilizado ou estocado. Ácido fítico e os oxalatos afetam a absorção de ferro. O sintoma característico da deficiência de ferro é a anemia hipocrômica microcítica. Zinco - Zn O zinco é um componente essencial na ativação de diversos

sistemas

enzimáticos, que operam no mecanismo de eliminação de gás carbônico, digestão das proteínas mineralização de ossos, desidrogenação de álcoois, do ácido glutâmico, do ácido lático, metabolismo do ácido nucleico, síntese de proteínas e metabolismo dos carboidratos. Está associado também a potencializarão dos hormônios reprodutivos (FSH e LH), ao transporte e utilização de vitamina A e ao desenvolvimento cerebral. Sua absorção ocorre no abomaso e intestino delgado. Não tem sido evidenciado fatores dietéticos que afetem os requerimentos deste mineral em ruminantes. Quase todos os sintomas de sua deficiência estão envolvidos com a pele. Iodo - I O iodo é um elemento essencial para a síntese dos hormônios tiróideanos triiodotironina (T3) e tiroxina (T4) os quais regulam o metabolismo energético no corpo. Cerca de 70 a 80% do iodo dietético é absorvido como iodeto no rúmen, uma considerável secreção ocorre no abomaso, sendo este reabsorvido no intestino delgado e grosso. A deficiência de iodo provoca um aumento de tamanho da glândula tireoide, um sintoma clinico denominado bócio. Manganês - Mn O manganês é um componente de vários sistemas enzimáticos, dentre as muitas enzimas que são ativadas pelo manganês, as glicotransferases são específicas para este

mineral. Sua absorção é muito baixa ao longo do trato gastrintestinal, sendo de 3 a 4% a absorção do total fornecido via oral. Sua exigência aumenta com a elevação dos níveis de cálcio e fósforo, devido à redução na sua disponibilidade para absorção. Uma inadequada ingestão de manganês provoca em animais jovens má formação do esqueleto e nos animais adultos provoca uma baixa desempenho nos parâmetros reprodutivos caracterizado pela supressão ou irregularidade no cio e baixa taxa de concepção. Selênio- Se O selênio é um micro nutriente essencial presente nos tecidos e sua importância fisiológica reside no fato de que em 1973, a enzima glutationa peroxidase foi identificada como a primeira selênio-metalo enzima. Esta enzima tem a função de transformar os peróxidos de hidrogênio em água e os hidroperóxidos de lipídeos no correspondente álcool. Mais recentemente, em 1990, uma segunda selênio-metalo enzima foi identificada, a iodotironina 5’- deiodinase que catalisa a reação de conversão da tiroxina (T4) para sua forma metabólica mais ativa triiodotironina (T 3). O selênio passou a ser considerado como mineral essencial para ruminantes quando esse elemento mostrou prevenir a distrofia muscular de origem nutricional, conhecida como doença do músculo branco. A deficiência de selênio resulta na degeneração e necrose do músculo cardíaco. Sua interação com a vitamina E, reside no fato de que essa vitamina evita a formação de peróxidos, mas, uma vez formados, somente o selênio pode destruí-los. A subnutrição é comumente aceita como um dos fatores mais importante na limitação da produção em pastejo em países de clima tropical. A falta ou deficiência de energia e proteína são frequentemente responsáveis pela produção sub-ótima. Entretanto, numerosas pesquisas têm evidenciado que às vezes os ruminantes não respondem mesmo quando recebem alimentação abundante. O imbalanço de mineral caracterizado pela deficiência ou excesso, no solo e na forragem tem sido responsável pela baixa produção e problemas reprodutivos nos trópicos. Perda de peso, despigmentação dos pelos, aborto não infeccioso, perda de apetite, anormalidade no osso, diarreia, anemia, tetania e baixa fertilidade são sinais clínicos sugestivos de deficiência de minerais.

Cromo- Cr Um dos últimos micros minerais a ser investigado foi o cromo. Existe um evidente aumento no interesse de suplementação de Cr para melhorar a saúde e o estado nutricional de ruminantes. Na maioria das vezes, as respostas positivas têm sido encontradas apenas para animais com estresse. Essa melhoria pode ser devido ao aumento da eficiência imunológica e consequente resistência ao estresse. Uma das principais funções do Cr no organismo animal está relacionada ao papel da insulina na eliminação do excesso de glucose sanguínea, portanto o Cr é considerado essencial para o metabolismo normal do carboidrato nos animais. Diferente dos animais não-ruminantes, a maior parte da glucose sanguínea nos ruminantes é derivada do processo gluconeogênico (dois terços) ao invés da absorção via intestino (um terço), portanto os tecidos dos ruminantes parecem ser mais refratários à insulina do que os tecidos dos não ruminantes. Devido a essa pouca importância do Cr para os processos metabólicos da insulina nos ruminantes, a deficiência de Cr, em nível celular, é de difícil avaliação e, portanto o estabelecimento de sua exigência é complicado. A suplementação de Cr parece melhorar o perfil imunológico em ruminantes quando submetidos a condições de estresse, principalmente para bezerros. Silício - Si Em 1823, Jons J. Berzelius, um químico sueco, descobriu o elemento silício. O nome é derivado do Latim "sílex em silicis", que significa uma coisa muito dura. O silício é um dos elementos mais abundantes na terra presente em grande quantidade nos solos e nas plantas. Ele também é encontrado em altas concentrações nos tecidos de animais, principalmente na pele. 5.4. FORMAS DE ABSORÇÃO DOS MINERAIS: Os minerais são absorvidos através de absorção simples (Na, K, Cl e Ca) e através de difusão facilitada, uma forma de transporte ativo, na forma de quelato (Ca, Fe, Cu e Zn) e através de proteína transportadora (Ca, Fe, Cu e Zn). Depois da absorção, elementos minerais, com muita variação da forma química, são transportados pelo corpo via plasma. O transporte de alguns elementos é dado em combinação com compostos orgânicos, como as proteínas e os aminoácidos. Outros, incluído o sódio, o potássio e o cloro, são transportados

como

íons

como

parte

íons

apenas

como

Parte dos casos relacionados com a capacidade de inibição dos microminerais já

fosfato.

foi quantificada e a competição entre os íons minerais cobre (Cu), zinco (Zn) e ferro (Fe) que

disputam a mesma via de absorção. Dessa forma, uma dieta com altos níveis

cobrepode bloquear a absorção do zinco e do ferro, levando a deficiência destes últimos. Os minerais podem interagir entre si, com outros nutrientes e com fatores não nutritivos. Essas interações podem ser sinergéticas ou antagônicas, tomam lugar no próprio alimento, no trato digestivo, nos tecidos e no metabolismo celular. Antagonismo pode ser definido como o efeito contrário produzido por um elemento sobre o outro ou sobre uma função bioquímica no organismo. Elementos sinergéticos são aqueles que aumentam mutuamente a sua absorção no trato digestivo e cumprem a mesma função metabólica no tecido ou na célula: 

A interação pode ser direta entre os elementos. O nível de absorção é que determina suas proporções na dieta. Ex.: Ca/P; Na/Cl; Zn/Co.



Interação indireta entre elementos na função estrutural. Ex.: Ca e P na formação da hidroxiapatita no osso; Cu e Fe na formação da hemoglobina; Mn e Zn na formação do DNA.



Participação simultânea no centro ativo de algumas enzimas. Ex.: Fe e Mo na xantina oxidase; Cu e Fe na citocromo oxidase.



Ativação das funções endócrinas e efeito sobre o metabolismo de outros minerais. Ex.: a tiroxina, que contém iodo, tem função direta no aumento do metabolismo e, consequentemente, maior retenção de K e Mg no corpo. Antagonismo pode ser definido como o efeito contrário produzido por um

elemento sobre o outro ou sobre uma função bioquímica no organismo. No processo de absorção gastrointestinais: 

Reação química entre os elementos. Ex.: excesso de Mg na dieta pode levar a formação de fosfato de magnésio; excesso de sulfatos (SO4 =) e de Mo, complexa o Cu.



Fixação de elementos em partículas coloidais insolúveis de alumínio que atraem eletrostaticamente o Fe e Mg.



Competição entre íons com carga semelhante, na absorção passiva pela pressão iônica na mucosa da parede intestinal (duodeno). Ex.: Fe+2, Mn+2, Zn+2 e Cu+2.



Nos processos metabólicos dos tecidos: Competição entre os íons para os centros ativos enzimáticos. Ex.: Mg, Mn e Zn nas metaloenzimas das fosfatases alcalinas, colinesterases e enolases.



Competição para as ligações com substâncias carreadoras no sangue. Ex.: Fe com o Zn e o Cu nas ligações com a transferrinas plasmáticas.



Efeito antagônico de diferentes íons sobre as enzimas receptoras. Ex.: ativação da ATPase pelo Mg e sua inibição pelo Ca.

5.6. METAIS PESADOS: O termo metal tóxico se refere a um grupo de elementos que não possui características benéficas nem essenciais aos organismos vivos, produzindo efeitos danosos 13 para as funções metabólicas normais mesmo em quantidades muito pequenas. Esses elementos muitas vezes são chamados, genericamente, de metais pesados, que são aqueles que têm alto peso específico. Como os primeiros metais identificados como tóxicos e bioacumulativos foram o arsênio, mercúrio, chumbo e cádmio, todos os três com alto peso específico, todos os outros elementos com o mesmo comportamento passaram a ser englobados dentro da terminologia genérica de metais pesados. A presença de metais pesados nos tecidos e produtos de origem animal pode resultar tanto da ocorrência natural desses elementos no solo, quanto dos processos de contaminação industrial. Estas substâncias possuem um grau de toxicidade bastante diversificado. Práticas comuns de correção de solo uso de produtos químicos, incluindo fungicidas, praguicidas e herbicidas (contendo cobre, zinco, ferro, manganês e arsênio), e fertilizantes (contendo cádmio e chumbo) são considerados os principais responsáveis pela introdução de contaminantes no ambiente. 5.7. MINERAIS QUELATADOS: Os quelatos, também chamados de minerais orgânicos, são moléculas formadas pela ligação de um íon metálico a um carreador orgânico, aminoácidos ou carboidratos, por meio de ligações covalentes. Os carreadores acoplam-se aos minerais através dos grupos amino ou oxigênio, permitindo que a molécula resultante tenha carga elétrica praticamente nula, permitindo alta biodisponibilidade ao mineral. Somente os chamados minerais de transição, tais como o cobre, o ferro, manganês e zinco apresentam as características físico-químicas que possibilitam a formação de

ligação covalente coordenada com aminoácidos e peptídeos e, desta forma, os complexos biologicamente estáveis. 5.7.1. VANTAGENS DO USO DE MINERAL QUELATADO: -

Absorção próxima a 100%;

Alta estabilidade;

Alta disponibilidade biológica;

Maior tolerância do organismo;

Ausência de interações com outro macro ou micro minerais da dieta.

5.7.2. ABSORÇÃO DOS MINERAIS QUELATADOS: A absorção dos minerais quelatados é garantida por meio de um mecanismo de transporte passivo em nível de jejuno passando diretamente ao plasma sanguíneo. A absorção destes minerais pode ocorrer de duas formas o mineral pode ser ligado à borda em escova sendo absorvido pela célula epitelial ou, como ocorre na maioria das vezes onde o agente quelante é absorvido levando junto a si o metal. Após a absorção a separação do aminoácido quelante se dá no local onde o elemento mineral metálico é utilizado. 6. ÀGUA Tendo em vista a grande variedade de suas funções e a magnitude de seus requisitos, a água pode ser considerada o nutriente essencial mais importante para os animais. A água é o maior constituinte do corpo, e a manutenção estável de sua quantidade é rigidamente controlada nos mamíferos.A água representa o nutriente de mais baixo custo, no entanto, fisiologicamente é essencial no metabolismo orgânico. A bioquímica nutricional da água é complexa, não é uma simples molécula HOH (Figura 2). Uma grande parte das moléculas de água estão interligadas por pontes de hidrogênio formando complexas macromoléculas, assim esta facilidade e rapidez com que ocorre a dissociação desta molécula (HOH + H+ + OH-) é que caracteriza a sua participação nas reações do metabolismo. A água é um nutriente essencial para todos os seres vivos, nos animais ela corresponde a cerca de 50% a 80% do peso vivo. Por ser o constituinte de maior abundância no organismo, a quantidade e qualidade da água fornecida aos animais é de

fundamental importância para o seu desempenho produtivo, ela deve ser limpa, inodora, incolor, insípida e abundante. Na nutrição de vacas leiteiras é o alimento de maior requisição quantitativa, pois o leite contém, em média, 87% de água na sua composição. Na nutrição de vacas leiteiras é o alimento de maior requisição quantitativa, pois o

leite

contém,

média,

87%

água

sua

composição.

Vale ressaltar que a importância da água para os animais é tão expressiva que os mesmos podem perder até 100% da gordura e 50% da proteína corporal que ainda sobrevivem, mas a perda de 10% a 12% da água corporal os leva à morte A ingestão de água por vacas em lactação depende de inúmeros fatores, sendo os principais os seguintes: 

Estágio fisiológico;



Produção de leite;



Peso corporal;



Tipo racial;



Consumo de alimentos, com base na matéria seca (ms);



Composição dos alimentos;



Condições ambientais;



Qualidade da água Exigências diárias de água (L) para bovinos (peso em função da Temperatura ambiente)

Fonte: adaptado do NRC 2001 A principal fonte de contaminação de cistercose é a água poluída. Neosporose, toxoplasmose e eimeriose são enfermidades causadas por protozoários e que podem contaminar os bovinos por meio de ingestão de água contaminada. Dentre as causadas

por bactérias, destacam-se a brucelose, salmonelose, botulismo hídrico e outras. Uma forma de prevenção, ou de, pelo menos, diminuir a incidência dessas enfermidades é o fornecimento de água com qualidade. A água com qualidade comprometida pode ser responsável pela perda de peso, falta de apetite, transtornos alimentares, e até levar o animal à morte.

PARTE III ALIMENTOS E ALIMENTAÇÃO DE RUMINANTES

1. ANÁLISE DE ALIMENTOS: Dentre os fatores nutricionais que interferem no desempenho animal, a composição química bromatológica dos ingredientes de uma dieta, o consumo voluntário, ás cinéticas de degradação e a digestibilidade dos nutrientes são os que normalmente são citados como mais limitantes. O método tradicionalmente utilizado para a análise de alimentos, proposto por Henneberg e Stohmannem, nasceu na Alemanha em 1865 na Estação Experimental de Weede. As técnicas atualmente utilizadas sofreram poucas alterações com exceção da determinação de nitrogênio que a partir da década de 70 passou a ser determinado pelo método de Kjeldahl. As análises rotineiramente realizadas nos laboratórios de análises bromatológicas, visam à obtenção de informações dos alimentos quanto a sua composição em matéria seca, proteína bruta, extrato etéreo ou gordura, fibra bruta extrato não nitrogenado e matéria mineral ou cinza, verificar a identidade e pureza seja elas de natureza orgânica ou inorgânica conhecer a composição química e Permitir a determinação da digestibilidade dos alimentos. Por esse método é que se tem a análise aproximativa dos alimentos em 6 frações (sempre dada em %). -

Água (Umidade); Proteína Bruta (PB); Gordura ou Extrato Etéreo (EE); Fibra Bruta (FB); Cinza ou Matéria Mineral (MM); Extrato não Nitrogenado ou Carboidratos solúveis (ENN);

ENN = 100 –[ (%) PB + (%) EE + (%) FB + (%) MM + (%) água]

No ENN estão contidos o amido, hemicelulose, lignina solúvel em álcali, pectina, e representa os carboidratos de mais fácil digestão. A determinação química das frações pode ser direta ou indireta: Direta: Água: evaporação em estufa à105ºC (55-65ºC e depois 105ºC); Fibra: fervura em álcalis e ácidos fracos; Extrato etéreo: extração com éter; Proteína: determina-se o nitrogênio total, cujo valor é multiplicado pelo fator 6,25; Cinzas: incineração do alimento em mufla a 600ºC. Indireta: ENN: 100 – (Água + PB + FB + EE + MM) Matéria seca: 100 - água

Matéria orgânica: Matéria seca -cinzas

Esquema de análise de um alimento de acordo com o método de wende

AMOSTRA DO ALIMENTO SECAGEM A 600C AMOSTRA SECA AO AR SECAGEM A 1050C MATÉRIA SECA FERVURA EM ÁCIDO ÉTER EXTRATO ETÉRIO

KJELDAHL NITROGÊNIO

RESÍDUO I FERVURA EM ÁLCALI

RESÍDUO II (CINZA E FIBRA BRUTA) QUEIMA A 6000 C

CINZAS (MINERAIS) 1.1. COLETA DE AMOSTRAS: É o conjunto de operações com as quais se obtém, do material em estudo, uma porção relativamente pequena, de tamanho apropriado, mas que ao mesmo tempo represente corretamente todo o conjunto da amostra. A amostra bruta deve ser uma réplica, no que diz respeito tanto à composição como à distribuição do tamanho da partícula. Cuidados a serem observados Pontos a serem observados na coleta ou no recebimento de materiais 

Contaminação por cimento, fertilizantes, excrementos de roedores ou pássaros;



Aquecimento, manifestação de altas temperaturas ou ainda pontos que indiquem queima do produto;



Presença de odores estranhos: animais de compostos, produtos químicos, azedume, fertilizantes, produtos oleosos e fumaça;



Existência de bolor;



Indícios de fermentação;



Utilizar recipientes e equipamentos de amostragem limpos.

1.4. AMOSTRAGEM: -

Do “todo”, retirar numerosas amostras parciais, colhidas em diferentes pontos do local de interesse (campo, vagão, armazém, etc);

Reunião das amostras parciais = amostra composta.

Da amostra composta, após homogeneização e retirada de sub-amostras (etapa que deve ser feita com muito cuidado), têm-se a amostra média.

1.5. QUANTIDADES DE AMOSTRAS MÉDIAS A SEREM ENVIADAS AO LABORATÓRIO: -

Volumosos suculentos: 3 kg de amostra úmida.

Volumosos secos: ±1 kg.

Grãos inteiros: 0,5 kg.

Farelos e farinhas: 250 g

Raízes e tubérculos: 10 kg.

Quando não analisadas imediatamente, as amostras devem ser conservadas em congelador à temperatura de –5 a –10 0c. Caso não seja efetuada corretamente, os resultados das análises não corresponderão à composição do material, e poderão a obtenção de resultados viciados. Erros cometidos durante amostragem não poderão ser retificados ou compensados, por mais cuidadosas que venham ter as análises futuras. Observações: Perda de alguma umidade - não terá grande importância desde que resultados sejam dados apenas na base seca. Tratando-se de forragens verdes, fezes, urina, etc., quando as análises não forem processadas imediatamente, é necessário que as amostras sejam conservadas em congelador, entre -5 e -10ºC. Preparo da amostra a ser analisada: A maioria das amostras encontra-se em uma das seguintes categorias: •

Suficientemente secas (90% MS) para serem finamente moídas e analisadas imediatamente;

•

Suficientemente secas para serem grosseiramente moídas, mas ainda muito úmidas, necessitando pré secagem antes de serem finamente moídas;

•

Amostras que precisam ser pré secas antes de serem grosseiramente moídas.

Trituração prévia- realizada em forragens grosseiras.

Moagem do material – é feita em moinhos dotados de peneiras de 20 a 30 mesh (n0 de perfurações por polegada linear). 1.4. COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS: Composição na matéria original: é a composição do alimento no seu estado natural e como é ingerido pelo animal. Composição em 100% de matéria seca: considerando-se que a composição dos alimentos é sempre centesimal, um mesmo alimento pode ter diferentes composições, se o teor de umidade for alterado. 1.5. CÁLCULOS DOS NUTRIENTES EM 100% DE MATÉRIA SECA: A comparação de alimentos com diferentes níveis de umidade torna-se difícil Por essa razão é comum expressar a composição dos alimentos isentos de água, a qual se denomina em 100% de matéria seca (MS) ou, simplesmente, composição na matéria seca. A composição dos alimentos, o cálculo das necessidades dos animais e o consumo de alimentos são expressos em termos de MS. As principais críticas ao método de Weende estão relacionadas ao fato das frações do alimento não serem compostos quimicamente definidos e sim grupos de compostos químicos. Como, por exemplo, a PB que engloba vários compostos nitrogenados, como a amônia, além dos aminoácidos. Da mesma forma, o EE não inclui apenas triglicerídeos, mas também outros compostos solúveis em éter como ceras e pigmentos sem valor nutricional. Mas, a principal crítica é com relação à FB que não separa a hemicelulose da celulose e considera somente a lignina insolúvel em álcali. Parte da lignina passa a fazer parte do ENN, o que subestima o teor de FB. 1.6. DETERMINAÇÃO DA MATÉRIA SECA: Passos para a análise matéria seca: a) Secagem prévia ou pré-secagem: Indicada para amostras de alimentos com alta umidade como gramíneas, silagens, etc. É realizada em estufas de circulação de ar forçado, a 60 ± 5 o C. O tempo varia de 24 a 72 horas (fezes), e o material deve apresentar consistência quebradiça, permitindo perfeita moagem. Determinação da amostra seca ao ar (ASA) Material utilizado: aqueles com alto teor de umidade – Temperatura utilizada: 605 0 C em estufa ventilada. Duração: em média: 24 a 48 horas. Exemplo calcular o teor de ASA e ASE de um alimento com as seguintes características:

Peso do material verde = 300g Peso do material pré – seco = 120g % matéria pré- seca (asa) =

120 x 100 = 40% 300 Determinação da matéria seca definitiva (ASE) - Colocar de 3 a 5 g da amostra seca ao ar em pesa filtro com tampa previamente seco e pesado. - Proceder à secagem em estufa à 1050C, durante 4 horas. - Após colocar em dessecador para esfriar. - Pesar. Cálculo da matéria seca definitiva (ASE) Peso do pesa filtro vazio = 42,5052g Peso do pesa filtro + amostra = 45,6567g Peso da amostra = 3,1515 g Peso do pesa filtro + amostra seca = 45,3020g Peso da amostra seca = 2,7968g % da matéria seca = 2,7968 g x 100 = 88,74 3,1515 % da matéria seca da forragem=0,8874x 0,40x100 % ASE = 35,49 % de umidade = 100 – 35,49 = 64,51 Determinação da umidade através do processo direto: Este método consiste na destilação da amostra com tolueno em um aparelho especial dotado de um balão onde são colocados uma amostra de aproximadamente 5 a 8 g com tolueno (cerca de 75 ml), um condensador e um tubo receptor com escala graduada. Após aquecimento por uma hora e após resfriamento à temperatura ambiente faz-se a leitura do volume de água diretamente no tubo receptor. Peso da amostra = 8,0g Leitura no tubo = 5,0 ml % de umidade = 5,0 x100 = 62,5% 8,0 Logo: % MS = 37,5 %

1.7. DETERMINAÇÃO DO NITROGÊNIO TOTAL E PROTEÍNA BRUTA: A determinação proteína bruta, caracteriza-se pela quantificação de substâncias com estrutura química semelhante. Assim, considerando que as proteínas apresentam teor de nitrogênio próximo a 16 %, na prática o que se realiza no laboratório é a determinação do nitrogênio, sendo este teor multiplicado pelo fator 6,25. Existem vários métodos utilizados na dosagem do teor de nitrogênio. Inicialmente o método utilizado foi o de Dumas, onde, o nitrogênio contido na amostra de material é transformado em nitrogênio gasoso e sua quantificação é realizada através de nitrômetro. Outro método utilizado é o de Linder, onde o nitrogênio contido na amostra é convertido para a forma amoniacal e sua determinação é realizada através de calorimetria. Através do método de KJELDAHL determina-se o nitrogênio proteico e o não proteico, com exceção de nitritos e nitratos que são determinados por métodos analíticos próprios, o método é dividido em três fases: Digestão – nesta fase o nitrogênio orgânico contido no alimento por ação da mistura digestora e ácido sulfúrico concentrado e calor é transformado em sulfato de amônia. Procedimento analítico: Pese 0,2g da amostra em papel de filtro livre de N. - Coloque a amostra com o papel no tubo de Kjedahl. - Adicione 2g da mistura catalítica. - Adicione, com cuidado, 5mL de ácido sulfúrico. Agite (na capela). - Coloque para digerir no bloco digestor com a chapa a 450°C. Deixar digerindo em aquecimento até que o conteúdo do balão fique límpido e transparente (azul ou verde claro). A digestão termina quando os gases brancos desaparecem e o material contido no tubo de Kjeldahl tornar-se límpido. Isto varia de 1 – 3h, dependendo da amostra. Deixar digerindo em aquecimento até que o conteúdo do balão fique límpido e transparente (azul ou verde claro). A digestão termina quando os gases brancos desaparecem e o material contido no tubo de Kjeldahl tornar-se límpido. Isto varia de 1 – 3h, dependendo da amostra. Destilação – nesta etapa realizada por aquecimento direto ou arraste a vapor o sulfato de amônia formado reage com hidróxido de sódio (1:1) provocando a liberação de amônia. Esta é recolhida em um erlenmeyer em que foi adicionado previamente o

indicador mais ácido bórico tendo como produto formado o borato de amônia. Esta fase termina quando ocorrer à destilação de dois terços do volume inicial. Titulação – esta é a última etapa do processo, onde, o borato de amônia formado é titulado com uma solução padrão de ácido clorídrico 0,02 N, até a viragem do indicador da cor verde para rosa. Procedimentos analíticos: -

Pesar 100 a 200 mg de amostra seca ao ar em papel impermeável com baixo teor de nitrogênio.

Colocar a amostra em balão de Kjeldhal de 100 ml.

Adicionar 1 a 2g da mistura digestora e de 4 a 5ml de ácido sulfúrico concentrado.

Aquecer o balão lentamente, para evitar a formação de espuma, aumentar a temperatura de aquecimento até que o conteúdo do balão apresenta uma coloração clara, a partir deste ponto aquecer por mais 30 minutos.

Deixar esfriar, evitando que a amostra digerida se solidifique e adicionar de 10 a 15 ml de água destilada.

Transferir o balão para o conjunto de destilação e adicionar de 8 a 10 ml de hidróxido de sódio 1:1.

Adicionar em um erlenmayer de 250 ml 10 ml de ácido bórico a 4% mais a solução indicadora formada de 0,50g de vermelho de metila, 0,75 g verde de bromocresol e 100 ml de álcool etílico. Adaptar ao conjunto de destilação para receber a amônia, para evitar perda de nitrogênio a ponta do condensador deve ser introduzida na solução.

Lavar com água destilada, as extremidades dos condensadores, bem como, as paredes do erlenmayer.

Titular com ácido clorídrico 0,2 N até que o destilado retorne a coloração rosa. Cálculo da % de nitrogênio: % N = V x N x F x 14 x 100 Peso da amostra (g) Onde: V = volume de ácido clorídrico gasto na amostra – volume de ácido clorídrico gasto

na prova em branco. N = normalidade do ácido clorídrico. F = fator do ácido clorídrico. Cálculo da % de proteína bruta:

PB (%) = % de nitrogênio x 6,25. 1.8. DETERMINAÇÃO DO EXTRATO ETÉREO: A análise de extrato etéreo é importante, pois informa o teor de gordura do alimento, sendo esta fundamental na formulação de rações por ser responsável pelo valor energético mais elevado do que as demais frações do alimento. Esta análise é baseada na extração da fração gordurosa e demais substâncias solúveis através do arraste por solvente. Para dissolver gorduras, óleos, pigmentos e demais substâncias gordurosas solúveis contidas em uma amostra seca a ser analisada são utilizados solventes, os quais após extraírem o conteúdo lipídico são recuperados por evaporação. Dois são os métodos utilizados o método a quente e o a frio. No primeiro usa-se éter de petróleo e a extração é feita em aparelho do tipo goldfisch e o tempo de duração é de aproximadamente de 4 a 5 horas. No método a frio, usa-se o éter sulfúrico, sendo a extração realizada em aparelho do tipo soxhlet e o tempo de extração pode alcançar até 20 horas Procedimentos analíticos Pesar de 2 a 5 g da amostra Transferir para os cartuchos extrator Secar os balões em estufa ventilada a 105 0C durante 2 horas Esfriar em dessecador Pesar os balões Introduzir o cartucho no extrator Adicionar quantidade suficiente de éter para que ocorra sinfonamento Ajustar o conjunto ao condensador e extrair por um período de no mínimo 6 horas e velocidade de condensação de 2 a 4 gotas por segundo Finalizada a extração recuperar o solvente utilizado e completar a secagem do balão em estufa a 105 0C por 30 minutos Após esfriar em dessecador, pesar para determinar a quantidade de extrato etéreo extraído

Cálculo: % EE = (peso do balão + resíduo) – (peso do balão) x 100 Peso da amostra em (g) % EE na MS = % EE x 100 % MS Exemplo: Peso da amostra = 4 g % de MS da amostra = 90% Peso do balão = 90,3228g Peso do balão + resíduo = 90,4228g Então: EE = 90,4228 – 90,3228

x 100

4,0 % EE = 2,5 % EE na MS = 2,5 x 100 90 %EE na MS = 2,78 Determinação da fibra Fibra é um termo meramente nutricional e sua definição está vinculado ao método analítico empregado na sua determinação, por exemplo fibra bruta (FB), fibra insolúvel em detergente ácido e fibra insolúvel em detergente neutro. 1.9. DETERMINAÇÃO DA FIBRA BRUTA (FB): Esta análise é utilizada em produtos ou subprodutos de origem vegetal, tendo como princípio a determinação do resíduo orgânico insolúvel da amostra, após uma digestão ácida e outra alcalina.

Procedimentos Analíticos: - Pesar aproximadamente 2 g da amostra, desengordurar e secar em estufa por 1 hora, sempre que possível utilizar a amostra utilizada na determinação de extrato etéreo. - Transferir o resíduo para um becher de Berzelius ou erlenmeyer de 600 ml e adicionar 200 ml de da solução de ácido sulfúrico fervente, deixar digerir por 30 minutos. - Filtrar a quente sob vácuo em funil de Buchner, provido de tela de nylon, poliéster ou em pano de linho com textura equivalente, lavar a seguir com água quente até a retirada de reação ácida. - Transferir o resíduo para o frasco original, lavando a tela com uma solução de 200 ml de hidróxido de sódio 1,25 % e deixar digerir por 30 minutos. - Filtrar a quente sob vácuo em funil de Buchner, provido de tela de nylon, poliéster ou empano de linho, lavar a seguir com água quente até a retirada de reação alcalina. - Transferir o resíduo para um becher de 50 ml e após filtra a amostra para um cadinho de Gooch previamente pesado contendo uma camada densa de fibras de óxido de alumínio ou de amianto purificado. - Lavar o resíduo com aproximadamente 20 ml de álcool etílico ou acetona PA e depois com aproximadamente 20 ml de éter. - Após, secar em estufa a 105 0 C por um período aproximado de 6 horas. - Esfriar em dessecador e pesar. - Incinerar em mufla a 500 0 C por 2 horas. - resfriar em dessecador até a temperatura ambiente e pesar. Cálculo da fibra: %FB = peso do cadinho + resíduo – peso do cadinho + cinzas x 100 Peso da amostra (g) 1.10. MÉTODO DE VAN SOEST: O método de Van Soest é um protocolo analítico para determinação do valor alimentar de forragens. Foi desenvolvido em 1967 nos laboratórios do USDA e é rotineiramente utilizado na avaliação de forragens destinadas a ruminantes.

O método de Van Soest consiste, inicialmente, em separar o conteúdo celular da parede celular. Isto é feito aquecendo-se parte da amostra em solução de detergente neutro. O conteúdo celular solubiliza-se no detergente, enquanto a parede celular não, podendo ser separada por filtragem. As frações resultantes são denominadas de solúveis em detergente neutro, e são compostas por proteína, nitrogênio não proteico (NNP), lipídeos, pigmentos, açúcares, ácidos orgânicos e pectina, e FDN (constituída basicamente por celulose), N ligado à fibra, hemicelulose e lignina. Quando se utiliza solução de detergente ácido a celulose e a hemicelulose solubilizam-se e a lignina ligada à celulose (lignocelulose) é separada por filtragem. As duas frações são denominadas, respectivamente, de solúveis em detergente ácido (FDA). A porção solúvel é integralmente aproveitada por ruminantes ou outros herbívoros e parcialmente por monogástricos não herbívoros. A FDA é a porção menos digestível da parede celular das forrageiras, constituída quase na sua totalidade por lignocelulose, ou seja, lignina e celulose. Logo, a proporção de hemicelulose é determinada pela diferença entre FDN e FDA. A celulose contida na fração FDA, que é parte solúvel em detergente ácido, quando levada a forno mufla, é totalmente queimada. Com isso, podemos, também por diferença entre os pesos, obter a fração de celulose da amostra. Determinação da cinza ou resíduo mineral: Fundamenta-se na eliminação da matéria orgânica e inorgânica volátil

temperatura entre 550 a 600 0 C. Procedimentos analíticos - Pesar o cadinho vazio, previamente calcinado em mufla por 30 minutos e resfriado em dessecador. - Colocar de 2 a 5 gramas de amostra n cadinho - Levar a mufla por um período mínimo de 3 horas, até obter a cinza clara. Resfriar em dessecador e pesar Cálculo: % Cinza = peso do cadinho + resíduo – peso do cadinho x 100 Peso da amostra (g)

2. CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS: Os alimentos são numerosos e com tantas propriedades, que se tornaram indispensáveis agrupar os semelhantes, visando a sua utilização em arraçoamento. Várias propostas de classificação surgiram, baseadas nos mais variados critérios, tais como: quanto a origem dos alimentos; quanto ao preparo; quanto a complexidade; quanto à composição química; quanto a função no organismo e quanto ao uso. Este último foi o mais aceito e deu origem a classificação que veremos a seguir. 2.1. CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O NRC E AAFCO: A Associação Americana Oficial de Controle de Alimentos (AAFCO) e o Conselho Nacional de Pesquisas dos EUA (NRC), desde 1963, adotaram classificar os alimentos segundo o critério em uso. Cada grupo corresponde a um código numérico de referência, colocado entre parênteses conforme segue. (1) Forragens secas e volumosas (2) Pastos e forragens verde (3) Ensilados (4) Alimentos energéticos ou basais (5) Suplementos proteicos (6) Suplemento mineral (7) Suplemento vitamínico (8) Aditivos não nutrientes. 2.1.1. ALIMENTOS VOLUMOSOS: Os volumosos englobam todos os alimentos de baixo teor energético, principalmente em virtude de seu alto teor em fibra ou em água. Não se pode esquecer que alimento volumoso não é sinônimo de alimento rico em água e que, por outro lado, o alimento concentrado não significa alimento mais seco. O leite possui cerca de 87% de água e é um alimento concentrado, ao passo que o feno possui somente cerca de 12 % de água e é um alimento volumoso. Todos os alimentos que possuem menos de 60% de NDT e ou mais de 18% de fibra, são considerados alimentos volumosos. Embora a porcentagem de fibra determine essa diferenciação dos alimentos, existem algumas poucas exceções como, por exemplo, o caroço de algodão, que possui teor de fibra de 22% e é considerado um alimento concentrado pelo seu elevado valor energético (92% de NDT).

Os alimentos volumosos podem ser divididos segundo o teor de água em: a) secos – basicamente são fenos, palhas, sabugos, cascas, farinha de polpa e fenos; b) aquosos – agrupa as forragens verdes (pastos e capineiras), as silagens, as raízes e tubérculos e os frutos As leguminosas e as gramíneas são as principais fontes de volumoso. Forragens de alta qualidade podem suprir a maioria dos nutrientes dependendo da categoria animal em questão, da espécie forrageira, tipo de solo e fertilidade, idade da planta entre outros. Fatores importantes na determinação da qualidade é a idade ao corte ou pastejo e o estágio de maturação da planta, com idade avançada, as plantas decrescem em proteína, energia, cálcio, fósforo e matéria seca digestível enquanto aumenta a fibra (FDN, FDA e lignina). Podem ser utilizadas in natura, silagem, pré-secada, ou feno. 2.1.2. ALIMENTOSCONCENTRADOS: Os concentrados energéticos são aqueles que contém alto teor de energia, mais de 60% de NDT, e baixo teor de fibra, menos de 18%, e a um elevado teor de amido e gorduras. Subdividem-se em: Concentrados energético – alimentos concentrados de origem animal (sebo e gorduras animal) ou vegetal (grãos de cereais) que possuem menos de 20% de proteína. A energia nesse grupo de alimentos é representada por carboidratos de fácil aproveitamento pelo animal (açúcares e amido) e por lipídeos. Outra característica comum é a baixa porcentagem de fibra, o que reflete a baixa concentração de carboidratos estruturais. 2.1.2.1. PRINCIPAIS CONCENTRADOS ENERGÉTICOS: MILHO: O milho, dentre os grãos de cereais é o mais largamente empregado, rico em energia e pobre em proteína, principalmente lisina. É rico em provitamina A (betacaroteno) e pigmentantes (xantofila). Baixos teores de triptofano, lisina, cálcio, riboflavina, niacina e vitamina D. A parte principal da planta é a espiga composta de 70% de grãos, 20% de sabugo e 10% de palhas. O milho pode ser usado de diversas formas como fonte volumosa ou concentrado energético. É considerado alimento concentrado energético padrão.

Sorgo: O sorgo pode ser utilizado para produção de forragem ou de grãos para alimentação animal, produzindo o amido, açúcar e óleo. Algumas variedades de sorgo apresentam em seu pericarpo substâncias amargas denominadas taninos, que é responsável por inibição de algumas enzimas no sistema digestivo, interferindo no metabolismo de proteínas e carboidratos, diminuindo sua digestibilidade e consequentemente a resposta animal. O ácido tânico quando presente nas dietas combina com grupamentos metil da metionina e colina, provocando redução nas disponibilidades destes compostos reduzindo a taxa de crescimento. Pode também inibir a ação da tripsina. O grão de sorgo destinado ao consumo animal deve conter no máximo 1% de taninos, expresso em ácido tânico (ANFAR, 1985). O grão apresenta composição semelhante à do milho, com pouco menos de energia e pouco mais de proteína, que varia de 9 a 13%, dependendo da variedade. Tem baixo teor de caroteno, pigmentos xantofílicos Arroz: Seu uso para alimentação animal é quase que exclusivamente de seus subprodutos: • quirera de arroz, constituída por grãos sem casca, quebrados, tem valor nutritivo um pouco inferior ao do milho; • casca de arroz, em alto teor de sílica e lignina com baixa digestibilidade e valor nutritivo, em muitos casos é moída e adicionada ao farelo de arroz diminuindo seu valor nutritivo, pode ser usada por ruminantes em até 20% da ração; • farelo de arroz integral, proveniente do beneficiamento do arroz para o consumo humano, constituído por tegumentos que envolvem o grão, tem que ser utilizado fresco ou estabilizado com antioxidante devido ao seu alto teor de gordura é pobre em Ca e rico em P, tiamina, riboflavina e niacina; • farelo de arroz desengordurado, é proveniente da extração industrial do óleo do farelo de arroz integral. Os concentrados proteicos são alimentos concentrados com um mínimo de 20% de proteína. Os de origem vegetal são constituídos pelas sementes ou resíduos industriais de oleaginosas (farelos de soja, algodão, farelo de girassol e outros). Os de origem animal são constituídos de resíduos industriais de pescados, frigoríficos e abatedouros. Esses alimentos são usados quase que exclusivamente em rações para monogástricos.

Mandioca: A mandioca tem a grande vantagem de poder ser utilizada integralmente como alimento, inclusive a parte vegetativa, in natura ou na forma desidratada e moída e para produção de concentrado proteico. O valor nutritivo do farelo de ramas e hastes desidratadas se aproxima à da alfafa. Pode ser fornecida na forma de planta inteira ou só a raiz picada e secada na foram de raspas, além do uso na forma de farelos e farinhas. É pobre em proteína necessitando sua complementação. Como concentrado energético pode ser à base da dieta. Nas cascas e raízes inteiras das mandiocas chamadas bravas, existe o ácido cianídrico (HCN) com teores variando de 0,02 a 0,03%. Estes efeitos tóxicos podem ser evitados pela desidratação da mandioca, que consiste em picá-la e deixá-la espalhada ao ar livre por 24 horas. Nas variedades mansas o teor de HCN não passa de 0,005%. As raízes frescas são ricas em amido e pobre nos outros nutrientes, tem limitação devido ao glicosídeo cianogênico e a linamarina que são convertidos a HCN. A raiz fresca é recomendada de 2 a 3% do peso do animal/dia. A raspa de mandioca moída não tem caroteno e é deficiente em proteína, metionina e pigmentantes. Polpa cítrica: A polpa de citrus seca e peletizada é um subproduto da indústria de processamento de laranja, constituída de cascas, polpa de frutos inteiros descartados. Contém aproximadamente 6% de PB, 11% de fibra bruta, 70 a 75% de NDT. É uma boa fonte de fibra digestível (pectina) e energia, devendo-se cuidar com o cálcio, pois pode chegar a ter 2%. Pode ser usado como base energética de dieta de bovinos. O alto teor de cálcio é devido à adição de cal para separar a água. As fontes de cal podem apresentar dioxina, substância cancerígena que pode ser transmitida ao homem pelo leite e carne contaminados. Farelo de trigo: Durante o processamento industrial do trigo, cerca de 70 a 75% da massa de grãos é convertida em farinha, sendo que os 25 a 30% restantes são considerados subprodutos, normalmente comercializados como Farelo de Trigo. Como o foco da indústria é o endosperma dos grãos, rico em amido, o Farelo de Trigo é composto basicamente pela fibra, células da aleurona e parte do germe, resultando num subproduto com teor energético elevado e bom teor proteico. O subproduto contém teores mais elevados de fibra, proteína e minerais do que os grãos integrais, com teores menores de amido e energia.

Por conter níveis elevados de fibra e níveis baixos de amido, em relação ao grão integral de trigo, e também a outros cereais, o farelo de trigo pode ser uma alternativa muito interessante em dietas de bovinos, principalmente quando se utiliza altos níveis de concentrado, esperando-se menor incidência de distúrbios digestivos. O farelo de trigo pode ser um excelente suplemento para vacas sob pastejo, principalmente quando a forragem é de baixo valor nutritivo. A proteína do farelo de trigo é altamente degradável no rúmen, sendo utilizada com eficiência por ruminantes consumindo forragens de baixa qualidade, que via de regra são deficientes em proteína degradável no rúmen. 2.1.2.2. CONCENTRADOS PROTEICOS: Os concentrados proteicos são alimentos concentrados com um mínimo de 20% de proteína. Os de origem vegetal são constituídos pelas sementes ou resíduos industriais de oleaginosas (farelos de soja, algodão, farelo de girassol e outros). Os de origem animal são constituídos de resíduos industriais de pescados, frigoríficos e abatedouros. Esses alimentos são usados quase que exclusivamente em rações para monogástricos. 2.1.2.2.1. PRINCIPAIS CONCENTRADOS PROTEICOS: Soja: A soja é uma das mais importantes culturas para produção de grãos destinados a indústria para obtenção do óleo e o farelo. Pode ser usada na alimentação animal na forma de semente, casca ou farelo. A semente é rica fonte de proteína (38 a45%), energia (18% de óleo). Quando da utilização da semente crua, deve-se evitar a utilização conjunta com a ureia, em virtude da urease contida nas sementes desdobrar a ureia em amônia. Quando o grão é tostado torna-se excelente fonte de proteína não degradada no rúmen além de destruir a urease. A soja crua possui ainda outros fatores antinutricionais divididos em termo lábeis, que são destruídos pelo calor, e os termoestáveis, que não são destruídos pelo calor. Entre os termo lábeis estão presentes os inibidores de proteases, sojina, que provocam redução de crescimento e hipertrofia de pâncreas; lecitinas, que se ligam a carboidratos e glicoproteínas, são hemaglutinantes e deprimem ingestão de alimentos e o crescimento,

fatores bociogênicos,

provocando aumento da tireóide,

fatores

antivitamínicos que aumentam os requisitos de vitaminas D 3, vitaminas B12 e E; antiminerais, pela presença do ácido fítico, aumentando a necessidade de cálcio, zinco, cobre e ferro. Entre os fatores termoestáveis estão as isoflavanas, substâncias estrogênicas; fatores de flatulência, sacarose, rafinose e amilose, que provocam náuseas, gases, diarreia e cólica; fatores alergênicos, glicinina e conglicinina provocam distúrbios

gastrintestinais e alergias. A urease é destruída pelo aquecimento (tostagem), e a sojina, pelo aquecimento e pelos microrganismos do rúmen. O grão quando triturado fornecer rapidamente para evitar para evitar rancificação. O farelo de soja é o subproduto obtido após a extração do óleo do grão da soja para consumo humano. Dependendo do processo de extração (solvente ou expeller) o farelo pode ter de 44 a 48% de proteína. A proteína do farelo na forma de expeller é menos degradável no rúmen que a obtida de solvente. É considerado o melhor alimento proteico, tem altos níveis de proteína de boa qualidade, energia e palatabilidade. Algodão: A cultura do algodão é cultivada para obtenção da fibra, suas sementes são aproveitadas para extração do óleo alimentício, de cujo processo resulta o farelo de algodão, que representa a segunda mais importante fonte de proteína disponível para alimentação animal. Possui de 30 a 38% de PB, boa palatabilidade e pode substituir totalmente o farelo soja em dietas de vacas, apesar de apresentar o problema do gossipol em níveis que não afetam a vaca a não ser quando utilizado em conjunto com o caroço de algodão. É rico em fósforo e pobre em lisina, triptofano, vitamina D e provitamina A. O caroço de algodão é um alimento com moderado nível de proteína, alta gordura, fibra e energia. Pode ser encontrado com línter ou deslintado, que possui um pouco mais de energia e proteína. Devido a sazonalidade de sua produção deve ser armazenado em lugar limpo, seco. Sua utilização inteiro apresenta melhores resultados que na forma moída ou triturada. Os problemas provocados pelo uso de farelo de algodão e caroço são atribuídos ao gossipol e aos ácidos graxos ciclopropenóides. O gossipol é um alcaloide poli fenólico de cor amarela encontrado nas sementes em formas de grânulos. Os ácidos graxos ciclopropenóides são encontrados no óleo contido nas sementes que causa diminuição da fertilidade do touro e da vaca, os sinais de intoxicação do gossipol incluem dispnéia, diminuição da taxa de crescimento e anorexia. Em fêmeas ruminantes estudos in vitro há um comprometimento no desenvolvimento de embriões e produção de progesterona por células luteínicas, mas in vivo no que se refere à fertilidade, ciclicidade e morfologia de ovários não houve efeitos do gossipol devido à capacidade de detoxificação. Nos machos o gossipol provoca alterações específicas sobre a cauda do espermatozóide, aumento do diâmetro do lúmen dos túbulos seminíferos, diminuição de camadas celulares e epitélio seminífero e do tamanho das células de Sertoli, o estudo mostrou que após voltar à dieta

controle sem farelo e caroço de algodão ocorreu reversibilidade dos efeitos no epitélio seminífero. Farelo de Girassol: O farelo de girassol é resultante da moagem das sementes de girassol no processo industrial para extração de seu óleo para consumo humano. Nele é permitido a detecção de cascas de girassol, desde que não ultrapasse o nível máximo estipulado para fibra bruta (15%). É adequado suplemento proteico apresentando boa apetecibilidade pelos ruminantes. O teor de proteína bruta varia de 28 a 45%, mas é deficiente em lisina. Farelo de amendoim: O amendoim é cultivado em larga escala em muitos países, inclusive no Brasil, principalmente para ser empregado na alimentação humana, produção de óleo e de manteiga. Da indústria do óleo resulta o farelo, que é um suplemento proteico para alimentação animal. Quando proveniente por processos vindo do amendoim descascado e desticulado, tem seu valor nutritivo muito próximo ao farelo de soja e superior ao do algodão. É pobre em Ca, caroteno e metionina, triptofano e lisina e é rico em niacina e ácido pantotênico Um sério problema enfrentado neste farelo é sua frequente contaminação por fungos produtores de microtoxinas. Quando a estocagem é feita em ambiente favorável de temperatura e umidade, ocorre condição ótima para desenvolvimento de fungos. Seu teor de aflatoxina deve ser declarado para comercialização de no máximo 0,5 ppm. Farinha de peixe: É um subproduto da industrialização de pescados, contém mais de 60% de PB da qual 65% não é degradada no rúmen. Tem excelente balanço de aminoácidos, sendo rica em metionina e lisina. Entretanto, considerável variação na degradabilidade ruminal ocorre devido a diferentes métodos de processamento. É rica em cálcio e fósforo e por causa do odor e gosto, a aceitabilidade pode ser problema, necessitando adaptação, pode ter também elevado teor de cloreto de sódio, não podendo exceder 7% do produto. Ureia: A ureia é um composto quaternário, constituído por nitrogênio (46,4%), carbono, oxigênio e hidrogênio, de cor branca cristalina e de sabor amargo, solúvel em água e álcool. Sua síntese industrial se faz a partir do gás metano submetido à temperatura superior a 1000 graus.

A ureia é utilizada pelos ruminantes como fonte proteica, ao atingir o rúmen do animal, é imediatamente degradada pela ação da enzima urease produzida pelas bactérias ruminais, formando o gás carbônico e amônia. Determinadas bactérias promovem a combinação de amônia com os esqueletos de carbono (cetoácidos) resultantes da degradação de carboidratos, sintetizando aminoácidos que são utilizados na constituição de sua proteína. Seu valor proteico é de 290% (46,4% de N x 6,25). Deve ser feita uma adaptação no seu fornecimento para que não ocorra intoxicação, sendo na primeira quinzena 33% do total ou 13g/100kg de peso vivo; na segunda quinzena 66% do total ou 26g/100kg de peso vivo; a partir da terceira quinzena 100% do total ou 40g/100kg de peso vivo, sendo usado este limite por animal por dia. Pode ser usado 50g de ureia/100kg de peso vivo, quando se usa amido (cereais) na dieta e o fornecimento é feito parcelado durante todo o dia. O fornecimento deve ser contínuo, pois os animais perdem a adaptação em 3 dias, tendo que fazer nova adaptação caso haja interrupção desta. Os níveis de intoxicação causados pelo excesso de amônia começam a aparecer quando o nível de nitrogênio amoniacal alcança valores de 1mg/100ml de sangue e o pH ruminal chega a 8. A capacidade do fígado em converter a amônia absorvida do rúmen em ureia, está em torno de 84 mg de nitrogênio amoniacal/100ml de fluído ruminal. 2.1.3. ADITIVOS: Aditivo é definido como substância intencionalmente adicionada ao alimento com a finalidade de conservar, intensificar ou modificar suas propriedades, desde que não prejudique seu valor nutricional. Ionóforos: São substâncias naturais produzidas por fermentação de microrganismos (Streptomyces). São moléculas solúveis em lipídios que transportam íons através da membrana celular. Os ionóforos agem sobre a permeabilidade da membrana celular, alterando o fluxo iônico celular, com entrada dos cátions (Na+ e H+) e saída de K+, o que altera a concentração de íons H+ e diminui o pH do citoplasma. As bactérias gram-positivas são sensíveis à ação dos ionóforos por apresentar apenas uma membrana celular. O efeito dos ionóforos deve-se à alteração na fermentação ruminal pela seleção de bactérias gram-negativas, com alterações na proporção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) com maior produção de propionato em relação a acetato, com decorrente diminuição das perdas através de

metano e na concentração de nitrogênio amoniacal, através da redução da degradação da proteína ruminal, resultando num maior escape de proteína verdadeira no rúmen. Esta ação se dá pela diminuição da atuação de um grupo de bactérias denominadas hiperprodutoras de amônia que atuam degradando peptídeos e aminoácidos no rúmen. Existem mais de 120 tipos de ionóforos, no Brasil, somente a monensina e lasalocida, são aprovados para uso em dietas de ruminantes. Antibióticos não-Ionóforos: A virginiamicina é outro antibiótico da classe das estreptograminas, produzida pelo microrganismo Streptomyces virginae que tem uso aprovado no Brasil. É uma substância formada por dois componentes químicos (fator M e fator S) que inibem a formação das ligações peptídicas levando à diminuição do crescimento e/ou morte da célula, tendo como vantagem uma maior inibição da produção de ácido lático em relação aos ionóforos. Probióticos: São produtos baseados em culturas de organismos vivos não patogênicos que se estabelecem naturalmente no trato digestivo, especialmente no intestino. Alguns trabalhos apontam vantagens no uso de probióticos, pela sua capacidade de induzir alterações da população presente no trato gastrintestinal, resultando em maior digestão e proteção contra disfunções fisiológicas. Inoculantes ruminais: As culturas de microrganismos ruminais são facilmente encontradas no mercado. Muitas delas são apenas o conteúdo de fluido ruminal coletado em abatedouros e liofilizado. Nesse caso, fica fácil entender o porquê da ausência de resposta com produtos dessa natureza. A explicação simples é que ela não acrescenta nada de novo ao rúmen do animal. Leveduras: Este grupo não tem importante papel na fermentação ruminal e são incapazes de competir e crescerem no rúmen, sendo necessário repô-las frequentemente para manter sua atividade. Estudos com a inclusão de leveduras Saccharomyces cerevisae mostram efeitos contraditórios sobre sua eficácia Tamponantes: São substâncias utilizadas com o intuito de diminuir as variações no pH do trato digestivo, especialmente do rúmen, e mantê-lo em níveis normais. A faixa ideal para degradação da fibra fica compreendida no estreito espaço entre 6,2 e6,8 e há grande

alteração na degradabilidade com valores inferiores. As substâncias mais usadas como tamponantes são o Bicarbonato de Sódio, Bicarbonato de Potássio, Óxido de Magnésio e o Carbonato de Cálcio. 3. ENSAIOS DE DIGESTIBILIDADE: Na alimentação animal é fundamental o conhecimento da composição dos ingredientes que compõem as dietas que são digestíveis ou disponíveis para o animal. Para se obter tais informações é primordial o uso de testes de digestibilidade, os quais originalmente eram realizados por coleta total de fezes e hoje já passam a ser realizados por métodos de coleta parcial, por meio do uso de indicadores internos, os quais facilitam tal teste como exemplos de indicadores internos temos a lignina e a cinza insolúvel em ácido (CIA). Os ruminantes são considerados animais de grande eficiência digestiva e especialização para obter a energia necessária para seus processos fisiológicos e, consequentemente, para produção de produtos de interesse econômico como carne, leite, couro e lã. Diante disso, são imprescindíveis os estudos para avaliação de subprodutos e resíduos lignocelulósicos como fontes alternativas a serem utilizadas na alimentação. A informação da qualidade do alimento utilizada pelo animal é dada por meio digestibilidade, que é a relação entre a quantidade da fração ingerida do alimento e o que é excretado. Os coeficientes de digestibilidade podem ser estabelecidos para a MS ou energia ou então para cada um dos componentes da matéria orgânica, tais como PB, EE, ENN, FB ou FDA e FDN, seus valores são expressos em percentagem. Nos ensaios de digestibilidade pode-se determinar a digestibilidade aparente e a digestibilidade verdadeira, sendo que nessa última a fração metabólica é representada por resíduos de bactérias oriundas do processo fermentativo e substâncias endógenas do organismo animal como enzimas digestivas, células de descamação do trato digestório. Na determinação da digestibilidade, consideram-se os nutrientes ingeridos e os recuperados nas fezes, calculando-se o coeficiente de digestibilidade (CD) por diferença:

CD = (Nutriente ingerido – Nutriente excretado nas fezes) x 100 ____________________________________________ Nutriente ingerido Exemplo 1. Um animal em um ensaio de digestbilidade recebeu em média 9,11 kg de um alimento com 91,5% de MS e excretou 20,61 kg de fezes com 20,03% MS.

Resolução: Cálculo da Quantidade da MS Ingerida: 9,11

100

91,5

X = 8,34 Kg Cálculo da matéria seca fecal 20,61

100

20,03

X = 4,13 Kg Determinação do coeficiente de digestibilidade da matéria seca:

CD% =

MS INGERIDA – MS EXCRETADA

X100

MS INGERIDA CDMS% =

8,34 – 4,13

X 100

8,34 CDMS% = 50,48 3.1. SISTEMA DE NUTRIENTES DIGESTÍVEIS TOTAIS (NDT) Sistema de nutrientes digestíveis totais (NDT) Como o sistema de Weende é apenas quantitativo e não considera as particularidades do animal e sua capacidade de transformar os nutrientes do alimento, Henry e Morrison desenvolveram em 1910, o sistema NDT para expressar o valor energético dos alimentos e pode ser calculado utilizando-se equações para estimar a digestibilidade de cada um dos nutrientes. Essas equações se baseiam nas seguintes hipóteses: O EE é composto por lipídeos e gorduras, que apresentam valor energético 2,25 vezes maior que o dos carboidratos. Todo o N da amostra é de origem proteica. A FB representa a fração menos digestível, ou seja, os componentes estruturais do alimento. O ENN representa os carboidratos altamente digestíveis. Dessa maneira, os NDT são obtidos pela soma dos teores de proteínas digestíveis (PD), extratos não nitrogenados digestíveis (ENND), fibra digestível (FD) e extrato etéreo digestível (EED). O EED é multiplicado por uma constante de conversão de gorduras em energia (2,25). A fórmula de cálculo dos NDT é a seguinte: % NDT = %PD + (%EED x 2, 25) + % FD + %ENND

Como há necessidade de estimar a digestibilidade dos nutrientes, a determinação do NDT, na prática, é morosa e cara. Uma maneira mais prática para se calcular os NDT é a partir da energia digestível, tomando-se por base que um Kg de NDT produz cerca de 4.400 Kcal ou 4,4 Mcal de energia digestível. No entanto, a estimativa dos valores energéticos dos alimentos correspondente a necessidade dos animais domésticos e aferidas em NDT são restritas para ruminantes por apresentar as seguintes falhas: 

A Metodologia para avaliação de alimentos para ruminantes domésticos não mede a energia em unidade energética e sim em porcentagem.



Não considera as perdas digestivas, através da urina, gazes e incremento calórico.



Superestima os valores dos alimentos altos em fibra (volumosos) em relação aos concentrados.



Em alguns alimentos o EE contém outros compostos além de lipídeos. O fator 2,25 para corrigir o valor energético do EE é baseado na relação entre a energia bruta dos líquidos e a energia bruta dos carboidratos.



Não se faz correção para o valor energético da proteína.



A unidade utilizada para expressar o conteúdo energético é em valor percentual ou em kg enquanto que no NRC (National Research Council) é a caloria, que por definição, uma caloria é a quantidade de calor necessário para elevar a temperatura de 1 g de água de 16,5 0C para 17, 5 0C.

Exemplo: Calcular o coeficiente de digestibildade aparente da matéria seca e demais nutrientes, para a seguinte situação: Feno ingerido = 1,92 kg /dia Fezes excretada = 2,3 kg /dia Análise laboratorial:

Feno Fezes

MS % 85,0 33,0

PB Na 9,3 11,0

EE Base 1,5 1,5

Resolução: Consumo de MS = 1,92 x 0,85 = 1,632 kg Matéria seca excretada = 2,3 x 0,33 = 0,76 kg

FB da 35,0 31,7

ENN MS 41,1 42,8

CINZA 1,8 1,7

1,632 – 0, 76 x 100

CDMS =

1,632 CDMS= 0, 5343 X 100 CDMS = = 53, 43 % CDPB =

proteína ingerida – proteína excretada X 100 ____________________________________ Proteína excretada (1.632 x 0,093) – (760 x 0,11)

x 100

CDPB = 1,632 x 0,093 151,776 – 83,6

CDPB =

x 100

151,776 CDPB = 0,4491X 100 CDPB = 44,91 % CÁLCULO DA PROTEÍNA DIGESTÍVEL PD = 9,3 x 44,91/100 PD = 4,18% CÁLCULO DO EXTRATO ETÉREO DIGESTÍVEL

CDEE = (1.632 x 0,015) – (760x 0,015) X 100 1.632 x0, 015 CDEE = 24, 48 – 11.4 x 100 24, 48 CDEE = 53, 43% EED = 1,5 x 53,48% EED = 0,80% CÁLCULO DA FIBRA DIGESTÍVEL CDFB

CDFB =

(1.632x 0, 35) – (760 x 0,317) 1.632x 0, 35 571, 2 - 240, 92 57,2

X100

x 100

CDFB = 0, 5782 x100 = 57, 82 FD = 35 x 57, 82%  FD = 20, 24 % CÁLCULO DO EXTRATIVO NÃO NITROGENADO DIGESTIVO CDENN=

(1.632x 0,411) – (760 x 0,428)

x100

1.632x 0,411 670, 75 – 325, 28 670, 75

CDENN =

x 100

CDENN = 0, 5150 x100 CDENN = 51, 50% ENND = 41, 1 x 51, 50%  ENND = 21, 16% CÁLCULO DO NDT NDT = PD + FD + (EED x 2, 25) + ENND NDT = 4,18 + 20,24 + (0,8 x2,25) + 21,16 NDT = 47,38% Assim

uma

ração

com

47,38

NDT

significa:

47,38 g De NDT Em 100g da ração Ou 474 g em 1 kg. 4. FRACIONAMENTO DA ENERGIA NO CORPO DO ANIMAL: A energia utilizada pelos animais é obtida dos alimentos por processos digestivos e metabólicos, sendo os ruminantes considerados energeticamente ineficientes, devido a perdas que ocorrem em cada um dos diversos estágios de assimilação de nutrientes A energia utilizada pelos animais é obtida dos alimentos por processos digestivos e metabólicos, sendo os bovinos considerados energeticamente ineficientes, devido a perdas que ocorrem em cada um dos diversos estágios de assimilação de nutrientes. Energia Bruta (EB): A Energia bruta é energia bruta contida nos alimentos é mensurada pela completa combustão desses materiais até dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) em uma câmara calorimétrica A utilização da EB na nutrição é limitada, pois esta não indica a disponibilidade da energia do alimento para o animal, devido às perdas variáveis 6 no processo de digestão e metabolização

Energia digestível (ED): A primeira perda de energia que ocorre equivale à fração não digerida que se perde nas fezes e que é subtraída da EB do alimento, resultando na energia aparentemente digestível. O termo “aparente” é devido às células de descamação das paredes do trato gastrintestinal e o resíduo de secreções que superestimam o valor da energia das fezes. A perda pelas fezes pode variar de acordo com a digestibilidade dos alimentos, 10% no caso de alguns grãos de cereais, até 70%, no caso de palhas, proporcionando digestibilidade de 90% e 30%, respectivamente. Portanto a energia digestível = energia bruta ingerida – energia bruta perdida nas fezes. Energia metabolizável (EM): A segunda perda de energia ocorre com metabolismo da energia digestível devido a perdas de energia através da urina e gases de fermentação. A perda pela urina inclui a energia dos compostos absorvidos e não utilizados, os produtos finais dos processos metabólicos e os produtos finais de origem endógena. Quando essas perdas de energia são subtraídas da energia digestível aparente, o saldo é chamado de energia metabolizável (EM) ou energia disponível às células dos tecidos corporais do animal, de modo que: EM = ED – (energia da urina + energia dos gases). Em média, cerca de 82% da energia digestível é metabolizável, sendo tradicionalmente considerado: EM= 0,82 ED, para bovinos. Energia líquida (EL): O sistema de energia líquida foi introduzido em 1963. Essas exigências são separadas em exigências de energia para mantença e produção e a soma dessas representa, então, as exigências líquidas totais de energia dos animais. O sistema de energia líquida considera também a perda de energia na forma de calor durante os processos de digestão, absorção, metabolismo e fermentação do alimento consumido. A soma dessa perda energética com a energia gasta na atividade física relacionada ao consumo do alimento é chamada de incremento calórico. Exemplo: A composição do farelo de arroz é a seguinte: PB = 12,5% EE = 13,5% FB = 12,0% ENN = 39,5%

Os seus coeficientes de digestibilidade são os seguintes: PB = 68% EE = 83% FB= 28% ENN =76 % CALCULAR: a – O NDT desse alimento b – A Energia digestível de 2,5 Kg desse alimento. c – Estimar a energia metabolizável desse alimento para ruminantes Resolução: a) NUTRIENTES%

CD%

FATOR

NDT%

PB = 12,5

68,0

8,50

EE = 13,5

83,0

2,25

25,21

FB = 12,0

28,0

3,36

ENN = 39,5

76,0

31,20

SOMA

68,27

2500g x 68,27/100 = 1706,75g de NDT 1000g de NDT

4,4 Mcal de ED

1706,75 de NDT

X = 7,516 Mcal de ED b) 7,516 X 82% = 6,16 Mcal EM Exemplo: O feno de uma gramínea apresenta a seguinte composição: PB = 16%; EE = 2,5%; FB = 28,5%; ENN = 35%; CINZA = 7%; NDT = 49,2%

Ainda a respeito desse feno é informado o seguinte: ENERGIA URINÁRIA = 12,95 Kcal/Kg ENERGIA GASOSA = 25,90 Kcal/kg INCREMENTO CALÓRICO = 74,00 Kcal/Kg Tendo em consideração os dados acima fornecidos, calcular os valores de, EB, ED, EM e El desse alimento. CÁLCULO DA ENERGIA BRUTA Nutriente

Kcal/g

EB (Kcal)

5,65

90,4

2,5

9,4

23,5

28,5

4,15

118,3

ENN

4,15

145,25

TOTAL

377,45

c) CÁLCULO DA ENERGIA DIGESTÍVEL NDT X 4, 4 = 49, 2 X 4, 4 = 216, 52 Kcal/100g 1000g de NDT -------------- 4,4 Mcal de ED 492g _________________ X X= 2,16 Mcal / Kg c) CÁLCULO DA ENERGIA FECAL EF= EB – ED = 377, 45-216, 52 = 160, 93 Kcal/100g = 1.609,3 Kcal/Kg out 1, 61 Mcal/ Kg d) CÁLCULO DA ENERGIA METABOLIZÁVEL EM = ED – (EG + EU) EM = 2.165,2 – (12,95 + 25,90) = 2.126 kcal/Kg ou 2,13 Mcal / Kg

e) CÁLCULO DA ENERGIA LÍQUIDA EL = EM – IC = 2.126 – 74  EL = 2. 052 Kcal/ Kg ou 2,05 Mcal/Kg 5. CÁLCULO DAS EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS DE ACORDO COM O NRC PARA GADO DE LEITE Para melhor compreensão será apresentado os cálculos das exigencias de acordo com NRC através do exemplo abaixo: Exemplo: Vaca com 600 kg de peso vivo produzindo 40 kg de leite com 3,5% de gordura, sem alteração no PV. 1º PASSO: CALCULAR AS EXIGÊNCIAS EM ENERGIA. ENERGIA LÍQUIDA PARA MANTENÇA: ELmant/ Kcal /dia = 80 x PV0,75 ELmant/ Kcal /dia = 80 x 6000,75 = 80 x 121,23 = 9698 Kcal/dia OU 9,7 Mcal/ dia Para vacas de primeira cria: incluir 20% e segunda cria 10%. Logo: PRIMEIRA CRIA = 9,7 x 1.2 = 11,64 Mcal/dia SEGUNDA CRIA = 9,7 x 1.1 = 10,67 Mcal/dia ÚLTIMOS DOIS MESES DE GESTAÇÃO: INCLUIR 30%. LOGO: ANIMAL ADULTO = 9,7 X 1.3 = 12,61 Mcal/dia PRIMEIRA CRIA = 11,64 x 1,3 = 15,13 Mcal/dia SEGUNDA CRIA = 10,67 x 1,3 = 13,87 Mcal/dia EFICIÊNCIA NA UTILIZAÇÃO DA EM PARA MANTENÇA (KM) = 0,5958 EM = 9,7/KM = 9,7 / 0,5958 = 16,28 Mcal/dia ENERGIA METABOLIZÁVEL PARA LACTAÇÃO: EM = EL/ Kl Kl = EFICIÊNCIA NA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA PARA LACTAÇÃO = 0,5958 2º PASSO: CALCULAR AS EXIGÊNCIAS EM PROTEÍNA PROTEÍNA PARA MANTENÇA: Perdas dermais g/dia = 0,20 x pv0,60 Perdas endógenas g/dia = 2,75 x pv0,50 PROTEÍNA METABOLIZÁVEL PARA MANTENÇA =3,8g X PV0,75 PROTEÍNA METABOLIZÁVEL PARA MANTENÇA = 3,8 X 121,23= 460,67

% de proteína do leite: % prot.do leite = (1,9 + 0,4 x % gordura) /100 ASSIM: 1 kg de leite com 4% de gordura terá: % proteína do leite = (1,9 + 0,4 x 4) /100 % proteína do leite = 3,5 Proteína líquida do leite/dia = kg de leite x 3,5% Assim no exemplo: 37 kg x 0,035 = 1295g Kp = eficiência na utilização da proteína para lactação = 0,65 prot.met lactação g/dia = 1295/0,65 = 1992g EXIGÊNCIA TOTAL EM PROTEÍNA METABOLIZÁVEL TOTAL: PMTOTAL g/dia = proteína metabolizável para mantença + proteína metabolizável para lactação PMTOTAL g/dia = 460,67 + 1992 = 2452,67 3º PASSO: CALCULAR A PRODUÇÃO DE PROTEÍNA MICROBIANA. Proteína bacteriana produzida Por Kg de NDT = 130 g NO EXEMPLO: Considerando que: 80% do N-bacteriano são amino ácidos Que sua digestibilidade é de 80% LOGO: a síntese microbiana fornece diariamente: N-BACTERIANO g/dia = 2237,3 x 0,8 = 1789,84 g EDLact. = 45,96/0,82 = 56,05 Mcal/dia E.DIGESTÍVEL TOTAL =19,85 + 56,05 =75,90 Mcal/dia NUTRIENTES DIGESTÍVEIS TOTAIS = NDT NDT= ED/4,4 NDT Mant. = 19, 85/4, 4 NDTLact = 56, 05/ 4, 4

= 4, 51 Kg = 12, 74 Kg

NDT TOTAL = 4, 50 + 12, 71 = 17, 21 Kg PROT.MET g/dia = 1789,84 x 0,8 = 1431,87g Logo: 27,38/ 0,5958 = 45,96 Mcal/dia ENERGIA METABOLIZÁVEL TOTAL = 16,28 + 45,96= 62,24 Mcal ENERGIA DIGESTÍVEL = ED FATOR DE CONVERSÃO = 82% LOGO:

EDMant = 16,28 /0,82 = 19,85 Mcal/dia Considerando que à exigência total é de: 2452,67g/dia Logo: teremos um déficit de: 2452,67 – 1431,87 =1020,8g/dia 4º PASSO: OCORRENDO DÉFICIT CALCULAR A PROTEÍNA NÃO DEGRADADA NO RÚMEN (PNDR). Assim: teremos que calcular à exigência em PNDR dietética: Então: PNDR dietética g/dia = PNDR / 0,80 1020,8/0,80 = 1276 g/dia 5º PASSO: CALCULAR A EXIGÊNCIA DIÁRIA DE PROTEÍNA BRUTA (PB). Exigência diária de proteína bruta PBg/dia = PDR + PNDR PBg 6º PASSO: CALCULAR A EXIGÊNCIA DIÁRIA DE MATÉRIA SECA (MS). Precisamos conhecer o consumo de matéria seca. Vaca com 600 Kg, produzindo 37Kg com 4% Conforme tabela: Kg de leite e CMS PARA 35 Kg = 3,7% PV PARA 40 Kg = 4,0% PV Diferença = 5 0,3 Então: 0, 3/ 5 = 0,06 x 2 = 0,12 CMS para 600 kg produzindo 37 kg de leite a 4% será de = 3,82% PV 7º PASSO: CALCULAR A EXIGÊNCIA DIÁRIA DE PROTEÍNA BRUTA (PB), PDR E PNDR: ASSIM: 3,82 x 600/100 = 22,92 Kg/dia % PB = 3423,04/22.920 x100 = 14,94 % % PDR = 1786,2/22.920 x 100 = 7,79 % % PNDR = 1638,84/22.920 x100 = 7,15 % 6. CÁLCULOS DAS EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS CALCULADAS DE ACORDO COM O NRC PARA GADO DE CORTE: Cálculo das exigências em energia líquida para mantença para os pesos vivos fornecidos:

1º PASSO: CÁLCULO DA EXIGÊNCIA EM ENERGIA LÍQUIDA PARA MANTENÇA: EXIGÊNCIA EM ENERGIA ELMcal/dia = 0,077x PV0,75 Conversão dos valores para EM, ED e NDT De acordo com o NRC a eficiência de utilização da EM nos tecidos é de aproximadamente: 64%. Assim: para o peso de 300 kg, onde a exigência de El é de 5,55 Mcal de EL, o animal terá que consumir 8,67 de EM. O mesmo raciocínio é feito para os demais pesos. Para se converter EM em ED é considerado que a em torno de 18% da energia digestível é perdida na forma de gases: Assim, EM= ED x 0,82 Na conversão de ED para NDT, considera-se que 1 kg de NDT contem 4,4 Mcal de ED. Deste modo o quadro abaixo apresenta os resultados para os pesos dados: Peso Vivo

PESO METABÓLICO

ELMCAL/DIA

EMMCAL/DIA EDMCAL/DIA NDT/Kg/dia

300

72,08

5,55

8,67

10,57

2,40

350

80,92

6,23

9,73

11,86

2,69

400

89,44

6,89

10,76

13,12

2,98

Nos cruzamentos de zebuínos os requisitos em energia para mantença são 10% menores do que os Bos taurus. Animais não castrado apresentam exigências 15% maiores do que castrado. 2º PASSO: CÁCULO DA ENERGIA LÍQUIDA PARA GANHO Cálculo das exigências em energia líquida para o ganho de pesos estabelecidos: REMCAL/DIA = 0,0635 X EBW0,75 X EBG X 1,097 ONDE: RE = energia líquida de ganho EBW (peso do corpo vazio em kg) = EQSBW x 0,891 EBG (ganho de peso do corpo vazio em kg) = ganho de peso vivo x 0,956 Neste caso, vamos corrigir ás exigências em energia líquida para vários estágios de crescimento e taxas de ganho assim: EQSBW = SBW X (SRW/FSBW) EQSBW = peso equivalente de um novilho de tamanho médio castrado

SBW = peso inicial de jejum SRW = peso padrão de referência adotados pelo NRC que são: 435, 462 e 478 kg para teor de gordura final de 25,2, 26,8 e 27,8% FSBW = peso final em jejum. Nesta simulação para efeito de estabelecimento das exigências adotei o critério de que os animais são machos castrados, peso final de jejum de 533 kg e peso padrão de referência para 28% de gordura na carcaça de 478 kg. Assim:

PESO

EQSBW

EBW

EBW0,75

VIVO 300

269,0

239,7

60,92

RE 350

313,9

279,7

68,39

RE 400

358,7

319,6

75,59

RE Cálculo do EQSBW para 300 kg: EQSBW = 300X 478/533 = 269 kg O mesmo procedimento para os demais pesos. Calculo do EBW para 300 kg: EBW = EQSBW x 0,891 EBW = 269 x 0,891 = 239, 7 kg O mesmo procedimento para os demais pesos. Cálculo do EBG para os ganhos: 1 kg /dia = 1,0 x 0,956 = 0,95

EBG

1 kg

1,2 kg

1,5 kg

0,956

1,15

1,43

3,68

5,31

6,07

0,956

1,15

1,43

4,55

5,48

6,81

0,956

1,15

1,43

5,03

6,05

7,53

O mesmo procedimento para os demais ganhos de peso. PESO

ELMCAL/DIA

EMMCAL/DIA EDMCAL/DIA NDT/Kg/dia

VIVO 300 kg Mantença

5,55

8,67

10,57

2,40

Ganho 1kg

3,68

9,2

11,22

2,56

Ganho 1,2

5,31

13,27

16,18

3,68

6,07

15,17

18,50

4,20

Mantença

6,23

9,73

11,86

2,69

Ganho 1kg

4,55

11,38

13,87

3,15

Ganho 1,2

5,48

13,70

16,70

3,80

6,81

17,02

20,76

4,72

Mantença

6,89

10,76

13,12

2,98

Ganho 1kg

5,03

12,60

15,4

3,49

Ganho 1,2

6,05

15,12

18,44

4,19

7,53

18,82

22,96

5,22

kg Ganho de 1,5 kg

350kg

kg Ganho de 1,5 kg

400kg

kg Ganho de 1,5 kg

Kf= De acordo com o NRC a eficiência de utilização da EM nos tecidos para ganho de peso é de aproximadamente: 40%. 3º PASSO: CÁLCULO DO CONSUMO DE MATÉRIA SECA As exigências em energia acima devem ser atendidas no consumo de matéria seca (MS). Deste modo, o NRC adota a seguinte fórmula para estabelecer o consumo de matéria seca (CMS).

CMsk/dia= 1,8545 + 0,01937 x PV Para 300 kg = 7,66 kg = 2,5% Para 350 = 8,63 kg = 2,5% Para 400 kg = 9,60 kg = 2,4% Assim: Total de kg de NDT

Ganho de peso diário em kg _____________________________ Peso vivo em kg

1,0

1,2

1,5

300

4,96

6,08

6,60

350

5,84

6,49

7.41

400

6,47

7,17

8,20

% de NDT na Matéria seca

Ganho de peso diário em kg _____________________________ Peso vivo em kg

1,0

1,2

300

64,75

79,37

86,16

350

67,67

75,20

85,86

400

67,39

74,68

85,42

Assim, para animais com 300kg e ganho diário de 1,0 kg

1,5

o percentual de NDT na

MS é calculado conforme abaixo: 4,96 kg de NDT ----------- 7,66kg de MS X

---------------- 100 kg

X = 64,75

O mesmo raciocínio deve ser realizado para os demais pesos vivos e ganhos diários. 4º PASSO: CÁLCULO DAS EXIGÊNCIAS EM COMPOSTOS NITROGENADOS PARA MANTENÇA: Exigência em proteína metabolizável para mantença: De acordo com o NRC a exigência em proteína metabolizável para mantença é estabelecida pela seguinte fórmula:

Proteína metabolizável/dia= 3,8g x PV0,75 Então para: 300 kg de PV = 3,8 x 72,08

= 273,90g

350 kg de PV = 3,8 x 80,92

= 307,50g

400kg de PV = 3,8 x 89,44

= 339,87g

5º PASSO: CÁLCULO DAS EXIGÊNCIAS EM COMPOSTOS NITROGENADOS PARA GANHO: Exigência em proteína metabolizável para ganho: De acordo com o NRC a exigência líquida em proteína para ganho de peso (proteína retida) é estabelecida pela seguinte fórmula: Prot. Retida = SWG (268 – (29,4 x RE/SWG) Onde: SWG = ganho de peso em jejum RE = energia retida Assim: Para bovinos com 300kg Ganho diário de 1,0kg PR = 1,0 (268- (29,4X3,68/1,0)) PR = 159,8g/dia Ganho Diário De 1,2kg PR = 1,2(268- (29,4x5,31/ 1,2)) PR =165,5g Ganho diário de 1,5kg PR = 1,5(268- (29,4x6,07/1,5)) PR = 223,5g Para bovinos com 350kg Ganho diário de 1,0kg PR = 1,0 (268- (29,4X4,55/1,0)) PR = 160,5g Ganho diário de 1,2kg PR = 1,2(268- (29,4x5,48/1,2)) PR = 240,9g Ganho diário de 1,5kg PR = 1,5(268- (29,4x6,81/1,5))

PR = 201,8g Para bovinos com 400kg Ganho diário de 1,0kg PR = 1,0 (268- (29,4X5,03/1,0)) PR = 120,1g/dia Ganho diário de 1,2kg PR = 1,2(268- (29,4x6,05/ 1,2)) PR =143,7g Ganho diário de 1,5kg PR = 1,5(268- (29,4x7,53/1,5)) PR = 180,6g Cálculo da proteína metabolizável Conversão de PR em Proteína metabolizável Fator de eficiência de conversão= 83,4 - (0,114xEQSBW) Então: para 300kg Fator= 83,4 - (0,114x269) = 52,7% Para EQSBW≥ 300 o NRC adota o fator igual a 49,2% Proteína metabolizável kg/dia para os PV e ganhos diários sugeridos Peso vivo

Prot.

Metabolizável.

Mantença

Ganho de 1,0

Ganho de 1,2

Ganho de 1,5

300

273,90

303

314

424

350

307,50

326

490

410

400

339,87

244

292

367

Para determinação das exigências totais: Para 300 kg com ganho de 1 kg/dia = 273,9 + 303 = 576,9g O mesmo procedimento deve ser adotado para as demais situações Determinação das exigências em proteína degradada no rúmen (PDR), proteína não degradada no rúmen (PNDR) e proteína bruta (PB).



O NRC adota que para kg de NDT são produzidos 130g de proteína microbiana. (PDR);

Cálculo de PDR de acordo com o PV e ganho diário estabelecido: Para 300kg de PV e 1,0kg de ganho/dia PDR = 4,96x130 = 644,8g Para 1,2kg de ganho/dia 6,08 x 130 =790,4g 1,5kg de ganho/dia 6,60x 130= 858g Valores considerados pelo NRC: 

Que o nitrogênio microbiano é composto de 80% de N-proteico;



Que a digestibilidade da proteína microbiana é de 80%.

Então: Para 300kg de PV e 1,0kg de ganho/dia Prot.microb. = 644 x0,80 x 0,80 = 412 g O mesmo procedimento deve ser feito para os demais pesos e ganhos. Exigência em PNDR A exigência em PNDR é determinada pela diferença entre a exigência total de proteína menos a contribuição da proteína microbiana (PDR). Assim: Exigência total em proteína = Prot. Mant + prot. Ganho Para 300 kg com ganho de 1 kg/dia: 273,9 + 303 = 576,9g Exigência em PNDR= Exigência total – PDR = 576,9 – 412

= 164,9g

O mesmo procedimento deve ser feito para os demais pesos e ganhos. 

Para baixas taxas de ganhos é possível que a PDR atenda ás exigências dos animais

Conversão de PNDR em proteína dietética O NRC considera que a proteína dietética apresenta em média digestibilidade de 80%. Assim, 164,9/80% = 206g/dia O mesmo procedimento deve ser feito para os demais pesos e ganhos.

Exigência diárias de proteína Bruta (PB) PB = PDR + PNDR = 644,8 +164,9= 809,7g das quais 79,6% de PDR e 20,4% de PNDR % de PB na matéria seca = 809,7g x100/CMS 809,7g x 100/7.660g x = 10,57% No Brasil, pesquisadores de vários centros de pesquisas apresentaram através do Br Corte, equações de predição de ingestão de matéria seca em bovinos criados para corte, baseados em estudos que demonstraram que uma parcela significativa da carne produzida no Brasil é oriunda dos machos provenientes de rebanhos leiteiros, os quais são utilizados para recria e engorda como gado de corte. Diante dessa diversidade genética existente entre os bovinos criados e sabendo que fisiologicamente existem diferenças no potencial de crescimento e nas exigências nutricionais, desenvolveram equações para predição do CMS em função dos grupos genéticos conforme abaixo: Zebuínos CMS (kg/dia) = – 1,7824 + 0,07765 × PC0,75 + 4,0415 × GMD – 0,8973 × GMD2 Cruzados de corte CMS (kg/dia) = – 0,6273 + 0,06453 × PC0,75 + 3,871 × GMD – 0,614 × GMD2 Cruzados de leite CMS (kg/dia) = – 2,8836 + 0,08435 × PC0,75 + 4,5145 × GMD – 0,9631 × GMD2

7. FORMULAÇÃO DE SUPLEMENTOS PARA RUMINANTES: A formulação de ração é uma ferramenta de grande importância para técnicos e produtores de animais ruminantes, já que as exigências nutricionais dos animais devem ser atendidas para que os mesmos possam apresentar um bom desempenho produtivo e reprodutivo, o que está diretamente relacionado com a viabilidade técnica e econômica do sistema de produção animal Existem vários métodos de formulação de dietas, sendo os mais utilizados o quadrado de Pearson e os sistemas de equações lineares (também chamado de método algébrico). Quando ainda não se dispunha de computadores para a formulação de ração, os modelos traziam as exigências energéticas e proteicas do animal em tabelas, e os cálculos eram feitos manualmente. Neste caso O quadrado de Pearson se destaca pela facilidade matemática na resolução dos cálculos. Porém, possui a limitação de balancear as dietas apenas para um nutriente, a não ser que se trabalhe com pré - misturas,

aumentando significativamente a quantidade de operações matemáticas. Já o método dos sistemas de equações lineares apresenta a possibilidade de balancear vários nutrientes por vez e com vários ingredientes na dieta. Contudo, quando se balanceia uma dieta para vários nutrientes, sendo necessária a resolução de várias equações lineares, o número de operações matemáticas também aumenta significativamente, aumentando a dificuldade e a possibilidade de erro nas operações matemáticas. O processo de formulação da ração para a alimentação dos animais é basicamente dividido em três etapas: estimativa das exigências nutricionais dos animais, cálculo dos nutrientes fornecidos pelos alimentos e modelagem do problema para a obtenção de uma combinação de alimentos que possa aperfeiçoar o desempenho animal a um custo mínimo. Uma maneira pratica para a escolha de alimentos consiste em calcular o custo unitário dos seus nutrientes, especialmente no que se refere a proteína e energia, que juntas constituem a maior proporção de nutrientes de qualquer ração. A maneira de se determinar o custo de um alimento por unidade de nutrientes e, na realidade bastante simples. Conhecendo o teor de nutriente do alimento, bem como o seu custo, o valor por unidade de nutriente é calculado como segue: Custo unitário do nutriente (CUN) = A ÷ (B÷100 x C÷100) Sendo: A = preço de 1 quilo do ingrediente; B = porcentagem de MS do ingrediente; C = porcentagem do nutriente na MS do ingrediente Exemplo: cálculo do custo da proteína bruta do farelo de soja. Preço/kg = R$ 1,0; Teor de matéria seca do farelo de soja = 89%; Teor de proteína bruta do farelo de soja = 46%. Portanto: CUN = [0,35 ÷ (89÷100 x 46 ÷100) ] = R$ 2,44/kg de PB. 7.1. QUADRADO DE PEARSON: Este um método simples, o qual permite o cálculo das proporções de dois componentes de uma mistura, a fim de atender um nível de nutriente desejado. Para ilustrar o método, vamos considerar o seguinte problema:

Exemplo 1: Calcular pelo método do Quadrado de Pearson um suplemento com 20% PB, usando milho com 9% PB e farelo de soja com 46% PB. Alimentos proteicos - 46

---------------------- 11 partes 20

Alimento Energético - 9 ------------------------- 26 partes Total

37,0 partes

Assim: 11 ------------------------- 37 X ------------------------ 100 X = 29,73% 26 -------------------------37 X ------------------------- 100 X= 70,27% Deste modo: ao ser misturado 29,73% do alimento proteico (farelo de soja) com 70,27% do alimento energético (milho) teremos um suplemento com 20% de proteína bruta. Exemplo 2: Calcular pelo método do Quadrado de Pearson um suplemento com 20% PB, usando milho com 9% PB e farelo de soja com 46% PB deixando uma margem de 3% para a adição de suplemento mineral. Então: Através de uma regra de três inversa o valor calculado é: 20,6 20-----------------------------------100 X-------------------------------------97 X= 20,6

Assim: Alimentos proteicos - 46 ----------------------11,6 partes 20,6 Alimento Energético - 9------------------------ 25,4 partes Assim: 11,6 ----------------------- 37 X------------------------ 97 X = 30,41% X----------------------- 100 25,4--------------------- 37 X= 66,59% Deste modo, ao ser misturado 30,41% do alimento proteico (farelo de soja) com 66,59% do alimento energético (milho) teremos um suplemento com 20% de proteína bruta e margem de 3% para adição de medicamentos, suplemento mineral, aditivos e outros. Exemplo 3: Calcular pelo método do Quadrado de Pearson um suplemento com 20% PB e 70% de NDT usando os seguintes alimentos: ALIMENTOS

PB%

NDT%

Milho Farelo de trigo

9,0 16,0

78 65

Farelo de soja Farelo de algodão

45,0 36,0

74 60

Assim, neste caso vamos estabelecer pré-misturas sendo os alimentos juntados de acordo com sua classificação em energéticos e proteicos. Neste caso:

Pré- mistura 1: 50% de milho (9,0 % de PB/2 = 4,5%) 50% de Farelo de trigo (16% de PB/ 2 = 8,0%) Total de PB da pré mistura 1 = 12,5% Pré- mistura 2 : 50% de Farelo de soja (45% PB/2 = 22,5%) 50% de farelo de algodão (36% PB/ 2 = 18,0%) Total de PB da pré mistura 2= 40,5% A seguir estabeleceremos os quadrados: Primeiro Quadrado: Pré- mistura 1

12,5-------------------------- 20,5 20

Pré- mistura 2

40,5---------------------------7,5 Total

28,0

Para achar quantidade da pré mistura 1 no concentrado 20,5 ----------------------28,0 X----------------------- 100 X = 73,21% da pré mistura 1 (milho e farelo de trigo) Assim em 73,2 kg da mistura utilizaremos: 36,60 Kg de milho e 36,60 Kg de farelo de trigo.

Cálculo de quanto o concentrado está fornecendo de Proteína Bruta 100 Kg MS de milho-------------------- 9 % PB 36,6 Kg MS de milho -------------------X X= 3,3 % 100 kg de MS farelo de trigo -------------------------- 16% PB 36,6 Kg de MS de farelo de trigo----------------------- X X= 5,9% Proteína fornecida pela pré- mistura 1 = 3,3 + 5,9 = 9,2% Cálculo do NDT pré- mistura 1: 100 Kg MS de milho

78 kg NDT

36,6 Kg MS de milho

X X= 28,6 kg

100 kg de MS farelo de trigo -------------------65 kg NDT 36,6 Kg de MS de farelo de trigo------------- X X= 23,8 kg NDT fornecido pela pré - mistura 1= 28,6 + 23,8 = 52,4 kg Cálculo da quantidade da Pré-mistura 2 7,5 ------------ --------28,0 X ---------------------100 X = 26,8 % da pré mistura 2 (farelo de soja e farelo de algodão) Assim, no concentrado utilizaremos 26,8 Kg da pré mistura 2 sendo 13,4 Kg de farelo de soja e 13,4 Kg de farelo de algodão.

Cálculo de quanto a pré - mistura 2 está fornecendo de Proteína Bruta: 100 kg de MS de farelo de soja ------------------ 45 % PB 13,4 kg de MS de farelo de soja -------------------- X X= 6,0% 100 kg de MS farelo de algodão -----------------36 % PB 13,4 Kg de MS de farelo de algodão--------------X X= 4,8% Cálculo de quanto a pré - mistura 2 está fornecendo de NDT: 100 kg de MS de farelo ------------------- 74 % NDT 13,4 kg de MS de farelo de soja--------------- X X= 9,92% 100 kg de MS farelo de algodão------------------- 60% NDT 13,4 Kg de MS de farelo de algodão--------------- X X= 8,04% Quadro final:

ALIMENTOS

QUANTIDADE EM Kg

PB % MS

NDT Kg/MS

Milho

36,6

3,3

28,6

Farelo de trigo

36,6

5,9

23,8

Farelo de soja

13,4

6,0

9,9

Farelo de algodão

13,4

4,8

8,0

Total

100

20,0

70,3

Nos últimos anos, ocorreu uma evolução considerável no campo do conhecimento da nutrição de ruminantes. O número crescente de estudos na área e a informatização têm permitido o desenvolvimento de programas de formulação cada vez mais precisos. Nos modelos atuais, as exigências energéticas são apresentadas em termos de energia líquida. As exigências proteicas são determinadas para a população microbiana ruminal (proteína degradável no rúmen) e para o bovino (proteína metabolizável). Os programas atuais também têm evoluído quanto à adequação dos teores de fibra nas rações, com vistas à manutenção de pH ruminal adequado. Do conceito de fibra bruta houve evolução para a adequação das exigências em FDN. Mais importante que o teor total de FDN é a porcentagem de FDN proveniente de forragem na ração, pois esta é fração mais efetiva em estimular a ruminação. Finalmente, estudos têm sido conduzidos com o objetivo de determinar a efetividade da FDN de cada alimento. Diversos modelos já adotam valores de FDN efetiva nas tabelas de composição dos alimentos e nas exigências dos animais. A utilização de programas de computação é imprescindível quando queremos Utilizar estes modelos atuais na sua plenitude. 8. DETERMINAÇÃO DAS EXIGÊNCIAS EM MINERAIS PARA BOVINOS. Em razão da deficiência de alguns minerais na composição das plantas forrageiras, se faz necessário a suplementação dos animais. Contudo há situações onde a suplementação mineral pode não ser necessária, como é o caso das pastagens temperadas, quer sejam gramíneas, leguminosas ou áreas consorciadas. No metabolismo animal, a exigência nutricional de minerais em grandes proporções é denominada de macro - minerais, enquanto os que são exigidos em menores proporções são os micros - minerais. Para a indicação do uso de um suplemento mineral deve-se levar em consideração três pontos fundamentais: • A exigência animal • A composição da forragem • Consumo do suplemento

Os macro -minerais são requeridos em quantidades superiores a 100 ppm e são expressas em g/kg de tecido animal, como: cálcio (Ca), fósforo (P), magnésio (Mg), sódio (Na), potássio (K), enxofre (S) e cloro (Cl). Enquanto os micromineral ou elementos traço e são aqueles minerais essenciais que normalmente encontram-se em concentrações menores do que 50 mg/kg de tecido animal, dentre os quais, para bovinos, os mais estudados são: ferro (Fe), zinco (Zn), cobre (Cu), molibdênio (Mo), selênio (Se), iodo (I), manganês (Mn) cobalto (Co), silício (Si), alumínio (Al), cromo (Cr), vanádio (Va), níquel (Ni), arsênico (As), estanho (Sn) e vanádio. O termo “elemento mineral essencial” se refere somente a elementos que possuem um papel já provado no organismo. As exigências de minerais para mantença incluem os minerais necessários para manter intactos os tecidos de um animal que não está crescendo, desempenhando trabalho, reproduzindo ou gerando qualquer produto. Essas exigências são relativas às necessidades do animal para atender as perdas inevitáveis do corpo, também chamadas de secreções endógenas. Para o cálculo dos requerimentos de minerais para mantença, normalmente os valores de perdas endógenas de fezes e urina são estimados pelas regressões das produções fecais ou urinárias em função da ingestão de determinado mineral. As exigências totais de cada macro e micro elemento mineral correspondem à soma das exigências para mantença e produção. A estimativa dos requerimentos dos minerais pelo método fatorial é feita em dois estágios: 1 – A exigência líquida é calculada a partir de estimativas de retenção (armazenamento) e secreção do elemento durante o crescimento, gestação, lactação e das perdas inevitáveis desse elemento do corpo do animal. (Perdas endógenas); 2 – A exigência total do mineral na dieta é calculada dividindo-se a exigência líquida por um fator médio que representa a proporção do mineral da dieta que é absorvido. Este fator médio (coeficiente de absorção verdadeiro) é estimado a partir de dados experimentais de metabolismo com animais recebendo dietas com níveis do elemento próximos ou abaixo das exigências. O NRC adota coeficientes fixos de absorção dos minerais.

Coeficiente de absorção dos minerais segundo o NRC Mineral

Coeficiente de absorção

64 – 70*

28,7

100

0,75

100

Fonte: NRC 2001 O esquema básico para cálculo das exigências de minerais pelo método fatorial é o seguinte: E – requerimento endógeno mínimo líquido = perda inevitável do elemento do corpo do animal nas fezes e urina. C – requerimento líquido para crescimento corporal = retenção diária do elemento para taxas de ganho e estágios de crescimento específicos. G - requerimento líquido para gestação = retenção diária do elemento no

feto, tecidos

e líquidos anexos em estágios específicos da gestação. L - requerimento líquido para lactação = secreção diária do elemento no leite de acordo com a produção. A – coeficiente de absorção = quantidade do elemento absorvido dividido pela quantidade ingerida.

X – exigência do elemento na dieta = (E + C + G + L) / A As exigências dos animais são por quantidades determinadas de minerais (g, mg). A concentração na dieta (5 rpm) vai variar com a sua densidade energética, isto é, vai depender da quantidade de matéria seca que deve ser ingerida para satisfazer a quantidade de energia para mantença e nível de produção esperado. O método fatorial estima as exigências em termos de quantidades diárias. 8.1.TIPOS DE SUPLEMENTOS MINERAIS: O Ministério da Agricultura e Abastecimento (MAPA) regulamenta a fabricação dos suplementos minerais, desde sua classificação, composição, registro e fiscalização no mercado. Diante da Instrução Normativa No 12 (IN12) de 11 de outubro de 2002, os suplementos são denominados: a) suplemento mineral: quando possuir na sua composição macro e ou micro elemento mineral, podendo apresentar, um valor menor que quarenta e dois por cento de equivalente proteico; b) suplemento mineral com ureia: quando possuir na sua composição macro e ou micro elemento mineral e no mínimo quarenta e dois por cento de equivalente proteico; c) suplemento mineral proteico: quando possuir na sua composição macro e ou micro elemento mineral, pelo menos vinte por cento de proteína bruta e fornecer no mínimo trinta gramas de proteína bruta por cem quilos de peso corporal; d) suplemento mineral proteico energético: quando possuir na sua composição macro e ou micro elemento mineral, pelo menos vinte por cento de proteína bruta, fornece no mínimo trinta gramas de proteína bruta e cem gramas de NDT por cem quilos de peso corporal. Quanto à forma de uso, podem ainda ser classificados como: de pronto uso, para fornecimento direto ao animal, ou para mistura, quando deve ser adicionado a algum outro ingrediente antes do fornecimento. Do ponto de vista prático: Sal mineralizado é a mistura de macro e micro elementos minerais com cloreto de sódio para ser administrado isolada ou diretamente aos animais. Concentrado mineral: é a mistura contendo maiores concentrações de macro e micro elementos minerais, a qual, posteriormente diluída em cloreto de sódio, passa a apresentar os teores dos diversos elementos ajustados aos níveis recomendados à dieta animal.

Concentrado mineral de emprego direto: É a mistura de macro e micro elementos em maiores concentrações a ser colocada em um dos compartimentos do cocho, sendo o cloreto de sódio colocado no outro compartimento. Sal Mineral proteinado ou mistura múltipla: como o próprio nome já indica, é uma mistura de todos os macro e micro minerais essenciais com fontes de proteína e energia, existem dois tipos de misturas múltiplas: A mistura múltipla indicada para suplementação no período de seca, onde parte da fonte de proteína é proveniente da ureia (Nitrogênio Não Proteico) e parte de proteína verdadeira, proveniente de farelos (milho, soja, trigo, etc.) tem como objetivo elevar o consumo voluntário de forragem seca e melhorar sua digestibilidade, seu consumo é estimado entre 200 a 400g por dia e depende da qualidade e disponibilidade das pastagens. É usado para evitar perda de peso dos animais neste período. O segundo tipo de mistura múltipla é a formulada para o período de chuva, onde, os níveis de ureia são menores ou até não contém ureia nestes produtos. É utilizada para assegurar maior ingestão dos minerais essenciais e imprimir maior velocidade de crescimento e engorda. De uma maneira mais simples de entender, os suplementos minerais proteinados, são uma mistura do suplemento mineral utilizado para uma determinada categoria animal, acrescido de farelos e ureia, como fonte de suplementação proteica e energética. 8.2. FORMAS DE FORNECIMENTO: Uso direto na ração consiste em misturar os elementos minerais no concentrado fornecido diariamente aos animais. É a melhor forma de mineralizar o rebanho uma vez que existe controle sobre a quantidade ingerida de minerais se aplica – se ao gado arraçoado (leiteiro, em confinamento e em semi confinamento), de maneira que seu uso em gado de corte sob regime de pastejo é inviável. Suplementação mineral no cocho (ad libitum) é a forma de fornecimento de minerais mais utilizada, aproveitando o cloreto de sódio (NaCl) como veículo na ingestão da mistura mineral. Uma suplementação mineral, para ser adequada, deve ter as seguintes características: -

A mistura mineral final (cloreto de sódio + concentrado mineral) deve conter o mínimo de 6 a 8 % de fósforo total, em áreas onde a forragem contiver menos de 0,20% de fósforo;

Relação cálcio: fósforo preferencialmente em torno de 2:1;

O consumo de sódio não deve ser superior a 10 g / animal / dia

O suplemento deve suprir uma parcela significativa (no mínimo 50%) das necessidades totais em micro minerais. Nas regiões reconhecidamente deficientes, deverá suprir 100% das exigências;

O suplemento mineral deverá ser composto de sais minerais de alta qualidade e na forma biologicamente disponível para cada elemento. Deve se evitar a inclusão de elementos tóxicos.

A formulação do suplemento deverá ser suficientemente palatável para adequar o consumo em relação às necessidades;

A granulação deve ser a mais perfeita possível para se permitir boa homogeneização e impedir sedimentação de alguns compostos.

8.2.1. RELAÇÕES A SEREM CONSIDERADOS NA FORMULAÇÃO DE UMA MISTURA MINERAL: Relação zinco e cobre - 4:1 Relação potássio + sódio e magnésio + cálcio < 2 :1 Relação zinco e magnésio – 1:1 Relação cobre e molibdênio – 6:1 Relação potássio e sódio – 3:1 Exigências em minerais para gado de leite e gado de corte são apresentadas nas tabelas abaixo.

Exigências de minerais de acordo com NRC para vacas em lactação PESO VIVO (kg) < 400 500 600 > 700

PRODUÇÃO DE LEITE Kg/dia <8 < 11 < 14 < 18

Cálcio Fósforo Magnésio Potássio Sódio Enxofre

0,43 0,31 0,20 0,80 0,18 0,20

Cobre Zinco Ferro Manganês Iodo Cobalto Selênio

10 40 50 40 0,5 0,10 0,10

8 a 13 11 a 17 14 a 21 18 a 26 % na MS 0,48 0,34 0,20 0,80 0,18 0,20 ppm ( mg/kg) 10 40 50 40 0,5 0,10 0,10

13 a 18 17 a 23 21 a 29 26 a 35

>18 > 23 > 29 > 35

0,54 0,38 0,20 0,80 0,18 0,20

0,60 0,40 0,20 0,80 0,18 0,20

10 40 50 40 0,5 0,10 0,10

Exigências de minerais para gado de corte Crescimento e Terminação Cálcio Fósforo Magnésio Potássio Sódio Enxofre

0,10 0,60 0,06 a 0,08 0,15

Cobre Zinco Ferro Manganês Iodo Cobalto Selênio Molibdênio Níquel

10 30 50 0 0,50 0,10 0,10 -

Exigências Vacas Vacas Início da Gestação lactação % na MS Método fatorial Método fatorial 0,12 0,20 0,60 0,70 0,06 a 0,08 0,10 0,15 0,15 ppm ( mg/kg) 10 10 30 30 50 50 40 40 0,50 0,50 0,10 0,10 0,10 0,10 -

Nível máximo tolerável 2 1 0,40 3 10 0,40 100 500 1000 1000 50 10 2 5 50

8.3. FORMULAÇÃO DE UM SUPLEMENTO MINERAL: Uma das maneiras mais simples para se calcular uma mistura mineral é o uso adequado das tabelas de exigências nutricionais. A unidade utilizada no cálculo da

quantidade de micro minerais das fórmulas é sempre o ppm (partes por milhão) e no caso, dos macros elementos o valor é expresso em percentual. Formas de expressar as exigências nutricionais de minerais Para converter valor em percentual para ppm basta multiplicar este por 10.000. Conversão: 1 % = 10.000 ppm Para transformar ppm em %, divide-se o valor por 10.000 As principais fórmulas a serem utilizadas são: % do elemento na mistura mineral total = (% do elemento na mistura mineral x (ingestão diária da mistura) x 100 ____________________________________________________

Ingestão diária de matéria seca (g) Exemplo: % de cobre na mistura mineral = 0,12 % Ingestão diária da mistura = 50 g Ingestão diária de matéria seca = 10.000g Então, aplicando a formula: % do elemento na mistura mineral final = ( 0,0012 x 50)X 100 ----------------10.000 % do elemento na mistura mineral total = 0,0006% ou 6 ppm

% do elemento contido no composto utilizado =

% do elemento na mistura

----------------------------------------- X 100 % do elemento disponível no composto

% do cobre requerido em uma mistura = 0,20 % do cobre no carbonato cúprico = 53 Logo: % do elemento contido no composto utilizado = 0,0020/0,53 x 100 = 0,377%

Exemplo: Se a recomendação é de 0,5 kg de uma mistura para 2 kg de sal (NaCl) e a % de Ca é de 18,38% na mistura, logo: % do elemento na mistura final = quantidade da mistura de minerais x % do mineral __________________ __________________________________________________ x 100 Quantidade total

Exemplo: % do elemento na mistura final = ( 500 x 0,1838 ) ----------------------

x 100

2.500 % do elemento na mistura final = 3,68 % de Ca na mistura final 8.3.1. FONTES DE MINERAIS: Fontes inorgânicas de nutrientes minerais encontram-se atualmente no mercado para uso em misturas minerais. A escolha de uma ou mais fontes de minerais depende do custo por unidade dos elementos requeridos, das formas químicas em que os elementos são combinados, das formas físicas, especialmente o tamanho das partículas e, sobretudo, a garantia da ausência de substâncias tóxicas A Tabela abaixo mostra as principais fontes de minerais usadas na preparação dos suplementos minerais para ruminantes. Fontes de minerais Elemento

Nome do produto Fosfato bicálcico

Farinha de osso autoclavada

Cálcio e fósforo

Fosfato de rocha desfluorado

% do elemento Ca = 23,3

30,1

P= 18,0

14,5

29,2

13,3

Carbonato de cálcio

40,0

Calcário calcítico

38,5

Calcário dolomítico

22,3

38,0

23,5

Farinha de ostras Fosfato dibásico de amônio

Fosfato de rocha de Patos

10,6

23,0

Fosfato de Araxá

10,0

36,0

Cloro e sódio

Cloreto de sódio

Na = 60,0

Carbonato de cobalto

49,5

Cloreto de cobalto

24,7

Sulfato de cobalto

24,8

Óxido cobáltico

73,0

Iodato de cálcio

Iodeto de potássio

Iodato de cálcio

Carbonato de manganês

47,5

Sulfato de manganês

32,5

Cloreto cúprico

37,2

Óxido cúprico

80.0

Sulfato cúprico

25,5

Acetato cuproso

51,0

Sulfato ferroso anidro

36,7

Carbonato ferroso

41,7

Sulfato de zinco

22,7

Óxido de zinco

80,3

Óxido de magnésio

60,3

Magnésio

Sulfato de magnésio

9,9

Enxofre

Enxofre em pó

Selênio

Selenito de sódio

Cobalto

Iodo

Manganês

Cobre

Ferro

Zinco

Fonte: adaptado de Campos 1980

8.3.2. FORMULAÇÃO DE UMA MISTURA MINERAL: Considerar um grupo de vacas : 450 kg/ PV Consumo de MS: 2,2 % PV logo: CMS = 10 kg/cab/dia

37,0

Exigências em minerais: Elemento

Teor em % do mineral na MS consumida

Teor do mineral na MS consumida

Demanda %

Demanda em ppm

Saldo

Fósforo

0,13

1300

0,18

1800

- 500

Cálcio

0,20

2000

0,18

1800

---

Zinco

- 25

Cobre

-6

Cobalto

0,01

0,05

0,4*

Iodo

0,02

0,05

0,4*

Ferro

350

---

Manganês

- 10

Magnésio

0,085

850

0,10

1000

- 150

Potássio

0,92

9200

0,6

6000

---

Enxofre

0,09

900

0,1

1000

- 100

0,05

0,2*

1050

-1000

Selênio

0,01

Sódio

0,005 *mínimo

0,105

Fósforo: fosfato bicálcico: 18% de P 1 ppm = 1 mg/kg 500 ppm P (demanda) = 500 mg P/kg MS 500 mg P/kg MS = 5000 mg/10 kg MS 5000 mg/10 kg MS = 5 g P/10 kg MS = 5 g P/cab/dia 100 g fosfato bicálcico -------- 18 g P X------------------------ 5 g P/cab/dia X = 27,778 g fosfato bicálcico/cab/dia Magnésio: Óxido de magnésio: 60,3% de Mg 150 ppm Mg (demanda) = 150 mg Mg/kg MS 150 mg Mg/kg MS = 1500 mg/10 kg MS 1500 mg/10 kg MS = 1,5 g Mg/10 kg MS = 1,5 g Mg/cab/dia 100 g óxido de magnésio -----------------

60,3 g Mg

X------------------------------- 1,5 g Mg/cab/dia X = 2,487 g óxido de magnésio/cab/dia Zinco: Óxido de zinco: 80,3% de Zn 25 ppm Zn (demanda) = 25 mg Zn/kg MS 25 mg Zn/kg MS = 250 mg Zn/10 kg MS 250 mg Zn/10 kg MS = 0,25 g Zn/10 kg MS = 0,25 g Zn/cab/dia 100 g óxido de zinco ------------------- 80,3 g Zn X

----------------------------- 0,25 g Zn/cab/dia

X = 0,311g óxido de zinco/cab/dia

Cobre: Sulfato de cobre: 25,5% de Cu 6 ppm Cu (demanda) = 6 mg Cu/kg MS 6 mg Cu/kg MS = 60 mg Cu/10 kg MS 60 mg Cu/10 kg MS = 0,06 g Cu/10 kg MS = 0,06 g Cu/cab/dia 100 g sulfato de cobre --------------- 25,5 g Cu X---------------------- 0,06 g Cu/cab/dia X = 0,235 g sulfato de cobre/cab/dia Cobalto: Sulfato de cobalto: 24,8% de Co 0,4 ppm Co (demanda) = 0,4 mg Co/kg MS 0,4 mg Co/kg MS = 4 mg Co/10 kg MS 4 mg Co/10 kg MS = 0,004 g Co/10 kg MS = 0,004 g Co/cab/dia 100 g sulfato de cobalto ----------------- 24,8 g Co X

-------------- 0,004 g Co/cab/dia

X = 0,016 g sulfato de cobalto/cab/dia Iodo: Iodato de potรกssio: 59% de I 1 ppm = 1 mg/kg 0,4 ppm I (demanda) = 0,4 mg I/kg MS 0,4 mg I/kg MS = 4 mg I/10 kg MS 4 mg I/10 kg MS = 0,004 g I/10 kg MS = 0,004 g I/cab/dia

100 g iodato de potássio ----------- 59 g I X --------------------0,004 g I/cab/dia X = 0,007 g de iodato de potássio/cab/dia Manganês: Sulfato de manganês: 32,5% 10 ppm Mn (demanda) = 10 mg Mn/kg MS 10 mg Mn/kg MS = 100 mg Mn/10 kg MS 100 mg Mn/10 kg MS = 0,1 g Mn/10 kg MS = 0,1 g Mn/cab/dia 100 g sulfato de manganês ------------------ 32,5 g Mn X -------------------- 0,1 g Mn/cab/dia X = 0,308 g sulfato de manganês/cab/dia Enxofre: Enxofre em pó: 96% de S 100 ppm S (demanda) = 100 mg S/kg MS 100 mg S/kg MS = 1000 mg S/10 kg MS 1000 mg S/10 kg MS = 1 g S/10 kg MS = 1 g S/cab/dia 100 g enxofre em pó-------------------- 96 g S X--------------------------- 1 g S/cab/dia X = 1,042 g enxofre em pó/cab/dia Selênio: Selenito de sódio: 45% de Se 0,2 ppm Se (demanda) = 0,2 mg Se/kg MS 0,2 mg Cu/kg MS = 2 mg Se/10 kg MS 2 mg Se/10 kg MS = 0,002 g Se/10 kg MS = 0,002 g Se/cab/dia

100 g selenito de sódio ------------------ 45 g Se X

---------------- 0,002 g Se/cab/dia

X = 0,004 g selenito de sódio/cab/dia Sódio: Cloreto de sódio: 37% de Na 1000 ppm Na (demanda) = 1000 mg Na/kg MS 1000 mg Na/kg MS = 10.000 mg Na/10 kg MS 10.000 mg Cu/10 kg MS = 10 g Na/10 kg MS = 10 g Na/cab/dia 100 g cloreto de sódio------------------- 37 g Na X ---------------------------- 10 g Na/cab/dia X = 27,027 g cloreto de sódio/cab/dia Quadro da Mistura Mineral formulada Fonte

Consumo/vaca/dia (g)

Fosfato bicálcico

27,778

46,910

Óxido de magnésio

2,487

4,200

Óxido de zinco

0,311

0,525

Sulfato de cobre

0,235

0,397

Sulfato de Cobalto

0,016

0,027

Iodato de Potássio

0,007

0,012

Sulfato de manganês

0,308

0,520

Enxofre em pó

1,042

1,760

Selenito de sódio

0,004

0,007

Cloreto de potássio

27,027

45,642

Total

59,215

100

Outra maneira utilizada na formulação de um suplemento mineral leva em consideração informações de pesquisas realizadas e é adotado as seguintes na formulação da mistura mineral: -

Fornecimento de macro nutrientes no suplemento = 25% das exigências;

Fornecimento de micro nutrientes no suplemento = 60% das exigências;

Fornecimento de Sódio no suplemento = 100% das exigências;

Fornecimento de Iodo no suplemento = 200% das exigências.

Exemplo: Formule um suplemento mineral para um lote de vacas com peso vivo médio de 450 kg e consumo de MS de 2,2 % PV. Fornecimento de macro - minerais 25% das exigências, fornecimento de micronutrientes 60% das exigências, fornecimento de sódio 100% das exigências e fornecimento de iodo 200% das exigências. Assim no exemplo: Consumo de MS = 2,2% x 450 = 10 Kg De acordo com a tabela de exigências: P = 0,34% de 10 Kg de MS = 0,034Kg ou 34,0g Na = 0,10% de 10 Kg de MS = 0,010 Kg ou 10g Zn = 40mg x 10 Kg de MS = 400,0 mg ou 0,4g I = 0,5 mg X 10 Kg de MS = 5,0 mg ou 0,005g Co = 0,1 mg x 10 Kg de MS = 1,0 mg ou 0,001g Assim no exemplo: P- 25% de 34 g = 8,5g Na - 100% de 10g = 10,0g Zn – 60% de 0,4g = 0,24g I – 200% de 0,005g = 0,01g Co – 60% de 0,001g = 0,0006g

QUADRO RESUMO DA MISTURA MINERAL Fonte de mineral

% do elemento

Fosfato bicálcico

18% de P

Cálculos

Quantidade (g)

47,22gx100/74,76

63,1621

Cloreto de sódio

37% de Na

27,03gx100/74,76

36,156

Òxido de zinco

80,3 % de Zn

0,30gx100/74,76

0,4013

Iodato de potássio

59% de I

0,017gx100/74,76

0,0228

Sulfato de cobalto

24,8% de Co

0,002gx100/74,76

0,0028

Total

100,0g

8.3.3. FORMULAÇÃO DE MISTURA MÚLTIPLA OU SAL PROTEINADO: Na formulação de sal proteinado tem sido sugerido a formulação com os seguintes componentes: Mistura mineral (premix) – 8 a 10% 2- Uréia + sulfato de amônia – 5 a 12% 3- fonte proteica 15 a 40% 4- fonte de energia – 20 a 30% 5- sal (NaCl) – 10 a 25% O Fornecimento máximo da mistura tem sido sugerido em 0,1 a 0,2% do peso vivo.

9. LITERATURA CONSULTADA: ARCURI, P. B.; MATOS, L. L. Microbiologia do Rúmen. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, MG, v. 16, n. 175, p. 5-8, 1992. BAUCHOP, T. The Anaerobic Fungi In Rumen Fiber Digestion. Agriculture And Environment, Amsterdam, V.6, p .339, 1881. ARRIGONI, M. B.; PACHECO, R. D. L.; BASTOS, J. P. S. T.; MARIANI, T. M. Manipulação da fermentação ruminal: saúde animal e qualidade do produto final. Pubvet, v. 1, n. 5, Ed. 5, Art. 306, ISSN 1982-1263, 2007. BARCELOS

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