Atividade Microbiana No Rumem

1 – INTRODUÇÃO

Os ruminantes são mamíferos herbívoros que possuem vários compartimentos gástricos,

por isso também denominados de poligástricos, que ao contrário dos monogástricos que

possuem um só compartimento gástrico, o estômago, os ruminantes possuem quatro,

o rúmen, retículo, omaso e abomaso. Tendo eles a capacidade de aproveitar os nutrientes na

digestão microbiana, No rúmen e no ceco, o desenvolvimento desta microflora e microfauna

permitem o aproveitamento eficiente de vários nutrientes, principalmente para produção de

energia, essencial na manutenção corporal e produção do bovino.

Para alimentar corretamente o gado, na verdade precisamos alimentar os micróbios

ruminais. Eles necessitam da mistura adequada de fibras, energia, nitrogênio e água. O tamanho

das partículas também é importante, pois fibras longas são essenciais para a formação de um

tapete ruminal funcional. Este tapete ruminal ajuda a reter os ingredientes mais finos no rúmen

por tempo suficiente para serem totalmente fermentados e estimula a ruminação, que ajuda a

quebrar as fibras mais longas e aumenta a produção de saliva, que tampona o rúmen, evitando a

queda de pH e mantendo a população microbiana saudável.

2 – AMBIENTES MICROBIOLÓGICOS DO RÚMEM

O ambiente do rúmen favorece o desenvolvimento contínuo da população microbiana,

atuando como câmera de fermentação, devido aos seguintes fatores: temperatura ideal média de

39ºC; anaerobiose; pH tampão médio de 6,8; presença de bactérias, protozoários e fungos;

suplemento de nutriente e contínua remoção de digesta e dos produtos de fermentação; matéria

seca entre 10 a 15% e pressão osmótica constante (LANA, 2005).

O sinergismo e antagonismo de diferentes grupos de microrganismos e também de

gêneros de um mesmo grupo são diversos e complicados. Os resultados destas relações no

rúmen que é responsável pela bioconversão dos alimentos na forma que é utilizada pelo animal.

A qualidade e quantidade dos produtos da fermentação são dependentes do tipo e atividade dos

microrganismos no rúmen

A enorme diversidade de organismos ruminais pode ser devida à complexidade do

substrato. Sobrevivem e predominam as espécies que possuam em seu material genético as

informações para a síntese de enzimas que compõe as vias metabólicas mais eficientes no

aproveitamento da energia contida no substrato (HUNGATE, 1966).

3 – BACTÉRIAS RUMINAIS

As bactérias ruminais são anaeróbicas de maneira geral, mas com sensibilidade variável

ao oxigênio. Quando os bovinos ingerem a forragem, o oxigênio penetra no rúmen. Isto é

inevitável, mas a suplementação da cultura adequada de leveduras vivas pode ajudar a manter a

anaerobiose, pois consomem oxigênio no rúmen. Além disso, as leveduras também consomem

açúcares, retardando o crescimento de bactérias produtoras de lactato, ajudando a estabilizar o

pH ruminal.

As bactérias ruminais tem outra tarefa importante além de degradar a fibra. Elas acabam

sendo levadas juntamente com o bolo alimentar até o abomaso, onde são digeridas e atuam

como principal fonte de proteína para o animal. Assim, é fundamental que haja uma fonte

consistente e disponível de nitrogênio para o crescimento bacteriano. Um excesso de nitrogênio

pode resultar em quantidades tóxicas de amônia, afetando o animal. Tudo deve estar equilibrado

na dieta para manter a comunidade microbiana estável e saudável.

Bactérias como a R. albus e a R. flavefaciens, que degradam celulose, produzem uma

proteína solúvel que inibe a degradação da celulose por fungos anaeróbios do rúmen enquanto

outras inibem o crescimento de algumas estirpes de fungos. Ao contrário, sabe-se que alguns

microorganismos metanogênicos estimulam a degradação da celulose, por fungos

3.1 - BACTÉRIAS AMINOLÍTICAS

Bactérias Amilolíticas são as responsáveis pela degradação do amido (que se dá pela

enzima amilase), que é fermentado por espécies do gênero Bacteroides, dentre estas,

Bacteroides amylophilus que utiliza amido, mas é incapaz de utilizar glicose ou outros

monossacarídeos. Já Streptococus bovis e Selenomonas ruminantium fermentam amido e

açúcares solúveis produzindo acetato, quando estes carboidratos são abundantes mudam para

acetato, formato e etanol ou acetato e propionato, quando a concentração de substrato

prontamente fermentável decresce. Esta última rota metabólica maximiza a produção de ATP

(RUSSELL, 1988).

3.2 -BACTÉRIAS PROTEOLÍTICAS

Muitas das bactérias Proteolíticas presentes no rúmen são capazes de degradar proteína.

Existem, no entanto, bactérias essencialmente proteolíticas, que utilizam aminoácidos como

fonte de energia primária (Bacteroides amylophilus e Bacteroides ruminicola). A proteína

contida no alimento do animal pode ser degradada pelos microorganismos de rúmen, com

liberação de amônia e ácidos graxos voláteis. A excessiva degradação protéica no rúmen causa

redução na retenção de N pelo hospedeiro (TEIXEIRA, 1991; SOEST, 1982).

3.3 BACTÉRIAS METANOGÊNICAS

As Bactérias Metanogênicas (anaeróbias estritas) são organismos capazes de produzir

metano. Estas bactérias são especialmente importantes para o ecossistema ruminal, pois tem um

papel importante na regulação de fermentação pela remoção das moléculas de H2 (TEIXEIRA,

1991). Praticamente todo o metano é produzido pelas reações de redução de CO2 acoplada ao

fornecimento de elétrons pelo H2. O gênero Methanobacterium desempenha importante papel

no equilíbrio químico no ecossistema ruminal ao utilizar o H2 presente no meio, contribuindo

para a regeneração de co-fatores, como NAD+ e NADP+ (ARCURI, 1992).

4 - PROTOZOÁRIOS DO RÚMEN

Normalmente, os protozoários encontrados no rúmen são da classe dos Ciliados,

dividindo-se nas subclasses Holotricha e Pirotricha. DEHORITY; TIRABASSO (1986)

sugerem que a subclasse Holotrica é capaz de se fixar à parede do retículo e imigrar em direção

ao rúmen logo após a alimentação do hospedeiro, possivelmente em função do aparecimento de

açúcares solúveis. Através deste mecanismo, os holotrica são seletivamente retidos no rúmen, o

que permite a estes organismos sobreviver neste ambiente, uma vez que têm um tempo de

geração muito longo (LENG; NOLAN, 1984).

A predação por grandes populações de protozoários reduz a biomassa bacteriana livre

no líquido ruminal; aumenta a reciclagem intra-ruminal e a perda de N pelo hospedeiro e reduz

o fluxo de proteína microbiana para o intestino delgado do hospedeiro, tanto pela menor

população bacteriana quanto pela retenção dos protozoários no rúmen (LENG e NOLAN,

1984). A defaunação - que nutricionalmente é definida como a eliminação dos protozoários do

rúmen – pode trazer alguns benefícios. Em alguns programas de alimentação, como em dietas

com alta energia e ricas em nitrogênio não protéico a ausência dos protozoários resulta numa

melhoria da performance do animal. Mas contrapondo a presença de protozoários no rúmen

parece ser um fator fundamental para o processo fermentativo, pois através da ingestão de

partículas alimentares e pelo armazenamento de amido, eles podem controlar o nível de

substrato disponível, uniformizando a fermentação entre os intervalos de alimentação. Os

protozoários podem servir também como uma fonte contínua de nitrogênio para as bactérias

após sua morte e degradação, pois grande parte da proteína do protozoário foi formada a partir

da proteína das bactérias (TEIXEIRA, 1991).

5 - FUNGOS DO RÚMEN

Os fungos anaeróbios são integrantes da microbiota ruminal de animais alimentados

com dietas fibrosas. O crescimento dos fungos é estimulado por aminoácidos, AGV, baixas

concentrações de ácidos graxos de cadeia longa e por várias vitaminas. Estudos mostram que a

germinação dos zoósporos dos fungos foi estimulada por ácido acético e por carboidratos

fermentáveis.

O estabelecimento dos fungos ocorre quando os animais jovens entram em contato com

animais adultos. A transferência ocorre através da saliva, do ar, de alimentos contaminados, do

esterco do curral, do contato bucal com as tetas das vacas, com o solo e pastagem. Com todas

estas formas de contágio a colonização precoce é possível, pois tais fungos podem utilizar

lactose como fonte de carbono, além disso, a ingestão e sobrevivência de poucas células de uma

espécie são suficientes para a colonização do ambiente ruminal, pois a zoosporulação é uma

eficiente forma de reprodução

6 – DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS

O processo digestivo dos nutrientes no rúmen se faz principalmente pela ação dos

microorganismos no substrato para utilização na sua sobrevivência e multiplicação como fonte

de energia ou como fonte de nitrogênio no caso de compostos nitrogenados. Isso ocorre pelo

processo chamado de fermentação realizado por micróbios que vivem na ausência de oxigênio

em local apropriado, como é o rúmen-retículo, também chamado de "câmara de fermentação".

No animal adulto essa câmara pode abrigar em média de 60 a 80 litros de material com intensa

atividade microbiana.

6.1 – DIGESTÃO DE PROTEÍNAS

Os microrganismos existentes no rúmen possuem intensa atividade proteolítica. As

proteínas são digeridas em peptídeos (moléculas menores), aminoácidos livres e amônia e a

extensão dessa digestão difere grandemente de acordo com a solubilidade da proteína presente

na dieta. A atividade de desaminação (separação do nitrogênio dos aminoácidos) pelas bactérias

do rúmen ocorre pelo processo fermentativo com produção de amônia, dióxido de carbono e

ácidos graxos voláteis de cadeia curta e não varia muito com o conteúdo de proteína da dieta. As

bactérias utilizam a amônia disponível no conteúdo ruminai como principal fonte de nitrogênio

para a síntese de proteína microbiana. Algumas espécies de bactérias utilizam diretamente os

peptídeos e aminoácidos formados no rúmen. Mas, amônia é o principal constituinte de

nitrogênio solúvel presente no fluido ruminai.

6.2 – DIGESTÃO DE GORDURA

As gorduras, ou lipídeos da dieta, formados pêlos triglicerídeos são hidrolisados no

rúmen a glicerol e ácidos graxos pêlos microrganismos. O glicerol é fermentado principalmente

a ácido propiônico, embora em estágios transitórios, ácidos succínico e lático também têm sido

detectados. O fenômeno mais importante que acontece com os ácidos graxos derivados dos

triglicerídeos é a biohidrogenação dos ácidos graxos insaturados. Quando ácidos graxos

insaturados C 18 (oléico, linolêico e línolênico contendo uma, duas e três duplas ligações,

respectivamente) são colocados no rúmen, grande quantidade é convertida em ácido graxo

saturado C 18 (esteárico).Os ruminantes não toleram altos níveis de gordura na dieta, tanto que

a grande maioria das plantas, que são as principais fontes da alimentação desses animais, é

pobre em lipídeos apresentando teor médio ao redor de 4% na matéria seca. A suplementação da

dieta com lipídeos pode promover efeitos negativos sobre a nutrição do animal com diminuição

da ingestão alimentar e da digestibilidade dos nutrientes, devido a modificações na digestão e

hidrogenação dos ácidos graxos no rúmen ou promover efeitos positivos com a redução da

produção de metano com conseqüente melhoria na eficiência de utilização da energia pelo

animal e na redução da liberação do gás metano ao meio ambiente.

7 – CONCLUSÃO

O entendimento da atividade dos microorganismo no rumem e de suma importância

para a melhor compreensão da digestão de nutrientes, pois bem o tempo de retenção do alimento

no interior do rumem garante a ação dos microorganismo assim a obtenção de nutrientes ficará

mais eficiente, compreendendo como é a atuação dos mesmo ficara mais fácil a indicação da

nutrição onde a o aumento da produção e diminuindo custos, como por exemplo se reduzirmos a

participação de volumoso e aumentarmos a concentração de grãos na dieta do ruminante,

reduzimos a população de bactérias celulolíticas com isso a o aumento da degradação e

mudando assim a produção de AGV’s, ocorrendo o controle de gordura no leite.

B

8 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

LANA, R.P. Nutrição e alimentação animal. 1 ed. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa.

2005, 343p

HUNGATE, R.E. The Rumen And Its Microbs. New York: Academic Press, 533p. 1966

RUSSEL, J.B. Ecology of rumen microorganisms: energy use. In: DOBSON, A .;DOBSON, M.

Aspect of digestive physiology in ruminants. Ithaca: Comstock Publ. Assoc., p. 74 -98. 1988.

TEIXEIRA, JÚLIO CÉSAR. Nutrição dos Ruminante, Lavras, MG: ESAL/ FAEPE, 1991.

LENG, R. A.; NOLAN, J.V. Nitrogen metabolism in the rumen. J ournal of Dairy science,

Champaign, V.67, p.1072, 1984.