Fisiologia della digestione: processi meccanici e chimici nei monogastrici

Fisiologia della Digestione

Processo fisiologico che avviene nell'apparato digerente in cui i principi alimentari presenti negli alimenti vengono scomposti in principi nutritivi per essere assimilati e utilizzati dall'organismo. Passano dal lume intestinale nel circolo sanguigno per raggiungere tutte le cellule dell'organismo che li utilizzano per il proprio metabolismo.

Fasi della Digestione

Digestione

Fasi di Natura Meccanica

• Masticazione
• Insalivazione
• Rimescolamento gastrico
• Defecazione

Fasi di Natura Chimica

• Azione dell'HCI
• Attacco da parte di enzimi salivari, degli enzimi gastrici, pancreatici e intestinali
• Azione della bile

La quota di alimento che non viene digerito e assimilato viene eliminato sotto forma di feci

Fisiologia della Digestione: Prensione, Masticazione, Deglutizione

Prensione e Masticazione negli Animali

Cavallo

Prensione = labbro superiore Masticazione = accurata Processo meccanico che serve a triturare l'alimento in modo da aumentare la superficie di attacco da parte degli enzimi digestivi

Bovino

Prensione = lingua Masticazione = masticazione sommaria

Ovi-caprini

Prensione = labbra, lingua e denti Masticazione = masticazione sommaria

Suino

Prensione = labbro inferiore Masticazione = accurata

Bolo Alimentare e Saliva

Masticazione + insalivazione = si forma il bolo alimentare che viene deglutito

Saliva = 99% acqua e piccole quantità di elettroliti (bicarbonati, cloruri)

Negli onnivori è presente la ptialina che è un enzima amilolitico che scinde in parte l'amido in maltosio

Nei ruminanti ha la funzione (bicarbonato di sodio) di far mantenere il pH ruminale entro limiti fisiologici

Deglutizione

Deglutizione = atto in parte volontario e in parte involontario che porta il bolo alimentare, attraverso faringe-esofago- cardias, verso lo stomaco o il rumine

Fisiologia della Digestione nei Monogastrici

Stomaco

Stomaco

Succo Gastrico

Succo gastrico

Azione antisettica

Acido cloridrico (HCl)

Enzimi Gastrici

Enzimi

Scinde le proteine in polipeptidi

Pepsina

Lipasi gastrica

Attiva pepsinogeno in pepsina

Scinde i trigliceridi in digliceride e 1 acido grasso libero

Fisiologia della Digestione nei Monogastrici: Intestino Tenue

Duodeno

Duodeno

Digiuno e Ileo

Digiuno e ileo

Succo Pancreatico

Succo pancreatico

Scindono i peptidi in aminoacidi liberi

Enzimi

Scindono i polipeptidi in peptidi

Enzimi

• Tripsina

Scinde i digliceridi in glicerolo e 2 acidi grassi liberi

• Dipeptidasi
• Carbossipeptidasi

Scinde i digliceridi in glicerolo e 2 acidi grassi liberi

Amilasi enterica

• Lipasi pancreatica

Scinde il maltosio in 2 glucosio

• Maltasi

• Amilasi pancreatica

Scinde il saccarosio in glucosio e fruttosio

• Saccarasi

Scinde il maltosio in 2 glucosio

• Lattasi

Scinde l'amido in maltosio

S

Scinde il lattosio in glucosio e galattosio

• Aminopeptidasi

• Chimotripsina

Lipasi enterica

Fisiologia dell'Apparato Digerente: Fisiologia Digestiva nei Monogastrici

Digestione dell'Amido

Bocca

Bocca

-

-

Ptialina solo nel suino

Scinde l'amido in maltosio

Stomaco

Stomaco

-

-

AMIDO

Duodeno

Duodeno

Amilasi pancreatica

Scinde l'amido in maltosio

Digiuno-Ileo

Digiuno-ileo

Amilasi enterica

Maltasi

Scindono il maltosio in 2 molecole di glucosio

Viene assorbito a livello dei villi intestinali

Digestione del Lattosio

LATTOSIO

Digiuno-Ileo

Digiuno-ileo

Lattasi

Scindono il lattosio in 1 molecola di glucosio e in 1 molecola di galattosio

Vengono assorbiti a livello dei villi intestinali

Digestione del Saccarosio

SACCAROSIO

Digiuno-Ileo

Digiuno-ileo

Saccarasi

Scindono il saccarosio in 1 molecola di glucosio e in 1 molecola di fruttosio

Vengono assorbiti a livello dei villi intestinali

Fisiologia dell'Apparato Digerente: Fisiologia Digestiva delle Proteine nei Monogastrici

Bocca

Bocca

-

-

Stomaco

Stomaco

Pepsina

Scinde le proteine in polipeptidi

PROTEINE

Duodeno

Duodeno

Tripsina

Chimotripsina

Carbossipeptidasi

Scindono i polipeptidi in peptidi

Digiuno-Ileo

Digiuno-ileo

Dipeptidasi

Aminopeptidasi

Scindono i peptidi in amminoacidi liberi

Vengono assorbiti a livello dei villi intestinali

Fisiologia dell'Apparato Digerente: Fisiologia Digestiva dei Trigliceridi nei Monogastrici

Bocca

Bocca

-

-

Stomaco

Stomaco

Lipasi gastrica

Scinde i trigliceridi in digliceride e 1 acido grasso libero

TRIGLICERIDI

Duodeno

Duodeno

Lipasi pancreatica

Scinde i digliceridi in glicerolo e 2 acidi grassi liberi

Digiuno-Ileo

Digiuno-ileo

Lipasi enterica

Scinde i digliceridi in glicerolo e 2. acidi grassi liberi

Vengono assorbiti a livello dei villi intestinali

Bile

Bile

• Prodotta dal fegato e riversata nel duodeno
• Contiene acqua, sali biliari, pigmenti biliari, colesterolo, sali inorganici
• Ha la funzione di emulsionare i grassi

Disperdere i grassi in moltissime minuscole particelle in grado di essere attaccate dalle lipasi pancreatica ed enterica

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici

La digestione che inizia nell'abomaso e prosegue nell'intestino è preceduta da una fermentazione microbica che avviene nel rumine

Anatomia dell'Apparato Digerente dei Poligastrici

Intestino tenus

Esophago

Rumine

Reticulo

Omaso

Abomaso

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Rumine e Reticolo

Rumine

Rumine

Alimento sommariamente masticato

"Cappello" = parti leggere

Esofago

Parti "leggere"

Liquido

Reticolo

Reticolo

Particelle più o meno piccole e ad alta densità

Fisiologia della Digestione: la Digestione nei Poligastrici

Ruminazione

Serie di eventi che culmina con la formazione del bolo mericico

Risale in bocca per masticazione mericica

Lenta e accurata masticazione

Rumine

Ruminazione

Si attivano recettori del cardias

"Cappello" = parti leggere

I bovini ruminano circa 8 ore al giorno

Alimento sommariamente masticato

1

Maggiore sarà la fibra nella dieta maggiore sarà il tempo che gli animali dedicano alla ruminazione

Parti "leggere"

Liquido

Contrazione del Reticolo

Reticolo

Particelle piccole che hanno già subito la seconda masticazione

Contrazione del reticolo

L'elevata produzione di saliva favorisce un pH ruminale ottimale compreso tra 6 e 7

Più tempo della giornata occupa la ruminazione e maggiore sarà la produzione di saliva

La ruminazione inizia circa mezz'ora dopo il termine del pasto e dura 30-45 minuti

Esofago

Fisiologia della Digestione: il Bolo Mericico nei Poligastrici

Bolo Mericico

Bolo mericico (particelle piccole)

Rumine

"Cappello" = parti leggere

Esofago

Parti "leggere"

Liquido

Reticolo

Reticolo

Particelle più o meno piccole e ad alta densità

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Micropopolazione del Rumine

Nel rumine ricchissima micropopolazione: batteri (10-100 miliardi per ml), protozoi, funghi

Classificazione dei Batteri Ruminali

Classificati in base al substrato che fermentano in:

• Amilolitici
• Saccarolitici
• Proteolitici
• Cellulosolitici
• Emicellulosolitici
• Lipolitici

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Fermentazione dei Polisaccaridi

Polisaccaridi e Batteri

Cellulosa

Emicellulosa

Amido

L'amido è caratterizzato da una fermentazione molto rapida

** Cellulosa ed emicellulosa sono caratterizzate da una fermentazione più lenta

Vengono attaccati dai batteri cellulosoliti, emicellulosolitici e amilolitici che producono enzimi extracellulari in grado di degradarli in zuccheri semplici

Acidi Grassi Volatili (AGV)

AGV

Gli zuccheri semplici vengono utilizzati dai microrganismi per il loro metabolismo con liberazione dei prodotti finali della fermentazione dei carboidrati che sono gli acidi grassi volatili, il metano e l'anidride carbonica

• Acido acetico (C2) 65-75%
• Acido propionico (C3) 15-20%
• Acido butirrico (C4) 10%

• CH4

Gli AGV vengono assorbiti dalla parete ruminale ed utilizzati dal ruminante

• CO2

Circa 500-700 l al giorno che vengono eruttati

La % di AGV dipende dalla composizione delle razione

• C2 è il principale precursore del grasso del latte
• C3 e C4 utilizzati per grasso corporeo

Nella bovina da latte è fondamentale assicurare un buon livello di acido acetico

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Effetto del Rapporto Foraggi-Concentrati

Razione Ricca di Foraggi

Ricchi di cellulosa ed emicellulosa, lentamente fermentate

Razione ricca di foraggi

Foraggi/concentrati = almeno 60:40

Lungo tempo di ruminazione (40-50 min/kg s.s.)

Ottimale andamento delle fermentazioni con elevata produzione di C2

Elevata produzione di saliva (12-14 l/kg s.s.)

pH ruminale 6,2-7,0

Ottima digestione dei foraggi

• Buona produzione qualitativa di latte

Buono stato sanitario dell'animale

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Effetto del Rapporto Foraggi-Concentrati sull'Equilibrio delle Fermentazioni Ruminali

Aumento della Quota di Concentrati

Se aumentiamo la quota di concentrati nella razione

Ricchi di amido, rapidamente fermentato e intensa produzione di AGV

Breve tempo di ruminazione (25-30 min/kg s.s.)

Scarsa produzione di saliva (8-10 l/kg s.s.)

pH ruminale 5,5-6,2

pH ideale per batteri amilolitici e + inadatto per batteri cellulosolitici ed emicellulosolitici

• Inadeguata digestione dei foraggi
• Aumento della produzione % di C3 e C4
• Peggioramento produzione qualitativa di latte

Rischio di ACIDOSI

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Metabolismo delle Proteine

Proteine Introdotte con la Razione

PROTEINE INTRODOTTE CON LA RAZIONE

70% Fermentazione ruminale

NOBILITAZIONE DELLE PROTEINE

1

30% Proteine by-pass

Vengono attaccate dai batteri proteolitici che producono enzimi in grado di scindere le proteine in amminoacidi

In parte utilizzati dai batteri per la sintesi delle proprie proteine

Digerite nell'abomaso e nell'intestino tenue

In parte degradati fino ad ottenere NH3

L'NH3 viene utilizzata dai batteri per la sintesi degli amminoacidi non presenti nelle proteine vegetali

L'NH3 in eccesso trasformata in UREA nel fegato

Saliva

Urina

Latte

Gli amminoacidi prodotti vengono utilizzati dai batteri per la sintesi delle proprie proteine

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Metabolismo dei Trigliceridi

Trigliceridi

Trigliceridi

Vengono attaccati dai batteri lipolitici che producono enzimi in grado di degradarli in glicerolo e acidi grassi

I batteri utilizzano glicerolo e acidi grassi non utilizzati dal ruminante come fonte energetica

Inoltre i batteri hanno azione saturante sui doppi legami degli acidi grassi insaturi

Glicerolo e acidi grassi vengono assorbiti attraverso la parete del rumine e utilizzati dal ruminante come fonte energetica

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Digestione delle Proteine By-Pass

Bocca

Bocca

-

-

Abomaso

Abomaso

Pepsina

Scinde le proteine in polipeptidi

PROTEINE BY-PASS

Duodeno

Duodeno

Tripsina

Chimotripsina

Carbossipeptidasi

Scindono i polipeptidi in peptidi

Vengono assorbiti a livello dei villi intestinali

Digiuno-Ileo

Digiuno-ileo

Dipeptidasi

Aminopeptidasi

Scindono i peptidi in amminoacidi liberi

Fisiologia della Digestione nei Poligastrici: Digestione della Caseina

Abomaso dei Ruminanti Lattanti

Abomaso dei ruminanti lattanti

Caglio

Scinde la caseina in polipeptidi

CASEINA

Duodeno

Duodeno

Tripsina

Chimotripsina

Carbossipeptidasi

Scindono i polipeptidici in peptidi

Digiuno-Ileo

Digiuno-ileo

Dipeptidasi

Aminopeptidasi

Scindono i peptidi in amminoacidi liberi

Vengono assorbiti a livello dei villi intestinali