Fisiologia della digestione del ruminante, Università San Raffaele

Università San Raffaele Roma

www.unisanraffaele.gov.it Insegnamento Produzioni Animali Professore Carlotta Giromini Argomento Digestione ruminantiT

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Argomenti trattati

Digestione e metabolismo dei nutrienti MODULO IV

• Fisiologia digestiva _ ruminante
• Microrganismi ruminali
• Digestione glucidi e produzione AGV
• Digestione proteica e produzione di amminoacidi e ammoniaca

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Fisiologia della digestione del ruminante

Grazie ad un apparato digerente altamente specializzato i ruminanti sono in grado di utilizzare anche alimenti vegetali non destinabili direttamente all'uomo La digestione nei ruminanti è caratterizzata da veloce trasporto dell'alimento ingerito nei prestomaci, dove (nel rumine), vengono sottoposti a digestione fermentativa. Un concetto base della nutrizione di tutte le specie animali, uomo compreso è che quando si consuma molto alimento il tasso di digestione diminuisce in quanto l'alimento transita più rapidamente e conseguentemente gli enzimi secreti nel tratto gastroenterico ed i batteri hanno meno tempo per poter attaccare e digerire l'alimento

Rumen Small intestine Oesophagus - Reticulum Omasum Rumen Abomasum Fig. 8.5 Diagrammatic representation of the rumen, reticulum, omasum and abomasum of the ruminant, indicating the flow of digesta.

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Fisiologia della digestione del ruminante: Alimento ingerito

L'alimento ingerito dopo masticazione attraversa RUMINE RETICOLO OMASO Abomaso (stomaco vero o ghiandolare)

Rumen Oesophagus Small intestine Reticulum Omasum Rumen Abomasum Fig. 8.5 Diagrammatic representation of the rumen, reticulum, omasum and abomasum of the ruminant, indicating the flow of digesta.

RUMINE

Il rumine svolge la funzione di stoccaggio e parziale demolizione degli alimenti (prima trasformazione essenziale per utilizzazione: trasformazione qualitativa e quantitativa dei principi alimentari Alimento raggiunge omaso quando ha dimensioni < 0.6cm

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Fisiologia della digestione del ruminante: Reticolo

RETICOLO

• selezione del materiale che passa da rumine a omaso (filtro) Presenta creste sottili che formano una rete in grado trattenere le particelle grossolane Materiale trattenuto torna al rumine per ri-masticazione
• Coordinare movimenti ruminali (rimescolamento del materiale, ritorno alla bocca, eruttazione)
• STRETTO COLLEGAMENTO CON RUMINE (SISTEMA RUMINE-RETICOLO)

Rumen Oesophagus Small intestine Reticulum Omasum Rumen Abomasum Fig. 8.5 Diagrammatic representation of the rumen, reticulum, omasum and abomasum of the ruminant, indicating the flow of digesta.

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Fisiologia della digestione del ruminante: Omaso e Abomaso

OMASO ha funzione di filtro tra rumine e abomaso Asssorbimento dell'acqua per favorire l'azione dei succhi digestivi a livello dell'abomaso Assorbimentop AGV sfuggiti all'assorbimento ruminale

ABOMASO Secrezioni gastriche simili allo stomaco dei monogastrici

Rumen Oesophagus Small intestine Reticulum Omasum Rumen Abomasum Fig. 8.5 Diagrammatic representation of the rumen, reticulum, omasum and abomasum of the ruminant, indicating the flow of digesta.

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Fisiologia della digestione del ruminante: Intestino

INTESTINO Tenue: completamento processi digestivi (azioni succo pancreatico e secrezioni enteriche, bile) Le sostanze alimentari batteriche dallo stomaco vengono scomposte in principi nutritivi assorbibili dalla mucosa intestinale Crasso: ulteririore trasformazione degli alimenti ad opera di microrganismi + assorbimento acqua e Sali minerali

Rumen Oesophagus Small intestine Reticulum Omasum Rumen Abomasum Fig. 8.5 Diagrammatic representation of the rumen, reticulum, omasum and abomasum of the ruminant, indicating the flow of digesta.

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Fisiologia della digestione del ruminante: Microrganismi

Alimentare i ruminanti = alimentare miliardi di microrganismi Il rumine è un fermentatore in cui miliardi di batteri, protozoie funghi fermentano la sostanza organica producendo gas, acidi grassi, batteri che forniranno proteina ad alto valore biologico digerita successivamente nell'intestino.

• la grossa differenza tra alimentare un ruminante e alimentare un fermentatore (es. per la produzione di biogas) è che nel ruminante non possiamo regolare a piacere l'ingresso degli alimenti, il tasso di passaggio e di assorbimento dei nutrienti e l'eliminazione delle scorie. La complessa interazione tra l'animale e la flora e la fauna simbionti, fa sì che i ruminanti possano digerire alimenti fibrosi e utilizzare azoto non proteico, non utilizzabili invece dai monogastrici

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Fisiologia della digestione del ruminante: Contenuto rumine-reticolo

contenuto del complesso rumine reticolo nell'animale adulto rappresenta il 60-80% del peso totale del contenuto dell'apparato gastroenterico, mentre nel vitello neonato è pari al 25-35%. I ruminanti tendono ad ingerire rapidamente il cibo per poi ruminarlo successivamente. I bovini ruminano mediamente 8 ore al giorno, con un massimo di 10-11 ore.

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Fisiologia della digestione del ruminante: Ruminazione

La ruminazione è costituita da più cicli o periodi che durano dai 35 ai 40 minuti. Ogni periodo ruminativo è una successione di cicli mericici di durata costante /animale / tipo di razione. Il ciclo mericico rigurgito di una porzione di contenuto ruminale sotto forma di bolo, masticazione, la ricostituzione di un nuovo bolo ed il successivo rigurgito

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Fisiologia della digestione del ruminante: Bolo rigurgitato

Il bolo rigurgitato viene separato in due frazioni: - una viene immediatamente deglutita - l'altra masticata per circa 45-65 secondi, con una frequenza di movimenti masticatori pari a circa 65-85 al minuto, e nuovamente deglutita, Il bolo deglutito aumenta in peso e volume del 10-20% a seguito della miscelazione con la saliva.

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Fisiologia della digestione del ruminante: Produzione salivare

Produzione salivare nel ruminante è regolata dall'attività ruminale: La produzione di saliva è importante nella digestione dei ruminanti. Una vacca produce da 3 a 6 litri/h di saliva durante l'ingestione di alimenti e dai 6 ai 10 litri/h durante la ruminazione. La saliva ricca di carbonato di sodio (pH 8.1-8.3) ha compito di neutralizzare il contenuto ruminale tamponando la forte acidificazione dovuta ai processi fermentativi. -controllo pH -stimola attività microrganismi -azione anti-meteorismo

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Fisiologia della digestione del ruminante: Popolazione microbica

I batteri rappresentano la popolazione microbica maggiore nel rumine 1011 /ml) Protozoi 104 -106/ml Miceti 8% della massa microbica ruminale. Funzioni:

• degradano e fermentano i polisaccaridi delle pareti cellulari vegetali (fibra), esponendo così il contenuto cellulare alle successive fermentazioni
• attività proteolitica
• intense sintesi proteiche
• idrolisi dei trigliceridi
• sintesi vitaminiche I protozoi producono enzimi che partecipano direttamente alla digestionedelle particelle di alimento. I miceti svolgono un'azione importante nella digestione della fibra, iniziando la degradazione dei carboidrati più complessi.

Digestione ruminanti 13 di 18Carlotta Giromini

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Fisiologia della digestione del ruminante: Prodotti finali fermentazioni

I principali prodotti finali delle fermentazioni ruminali sono rappresentati da anidride carbonica, metano, idrogeno in determinate condizioni, e da acidi grassi volatili (AGV; acetico, propionico e butirrico). A livello ruminale viene prodotta una notevole massa di proteina batterica e vengono sintetizzate notevoli quantità di vitamine (B e K)

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Fisiologia della digestione del ruminante: Fermentazione glucidi

Fermentazione glucidi= Liberazione energetica Con la produzione di AGV assorbiti 70% nel rumine e 20-30% nell'omaso Acetico: base per la sintesi del grasso del latte, e in seguito ad attivazione, fornisce al ruminante energia caloria per il mantenimento (ciclo acido citrico e formazione di ATP)

• Aumenta quando prevalgono foraggi nella dieta
• Fermentazione acetica: perdite energetiche onerose ma alta efficienza nella sintesi proteica Propionico: coinvolto nella sintesi del glucosio a livello ematico v Produzione cresce all'aumentare dei concentrati nella dieta Butirrico: importante fonte energetica ed essenziale per sintesi lipidica
• Aumenta quando si somministrano zuccheri solubili (erbe giovani, melasso, siero di latte)

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Fisiologia della digestione del ruminante: Sintesi proteine

Sintesi proteine Degradazione ruminale fino all'ottenimento di amminoacidi (servono per costituire le proteine batteriche diverse da proteine alimentari e ammoniaca (sintesi aa essenziali e quota trasformata in urea) Nel ruminante è fonte proteica Nel ruminante si usano NPN, e Sali di ammonio e quota di azoto proteico

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Fisiologia della digestione del ruminante: Lipidi, Minerali, Vitamine

LIPIDI Rivestono minore importanza di proteine e glucidi (2-4% ss Scissi in glicina (fermentatta ad acido propionico)acidi grassi (trasformazione batterica in acidi grassi diversi e assorbiti) MINERALI Mantenimento funzionalità batterica VITAMINE Produzione ruminale dopo svezzamento di vitamine B e K (soddisfa i fabbisogni)

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Fisiologia della digestione del ruminante: Conclusione

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