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DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE CARBOIDRATOS EM ANIMAIS RUMINANTES E NÃO-RUMINANTES I. Introdução Principal fonte de energia para animais ruminantes e não-ruminantes; II. Classificação Quanto à localização na célula vegetal Não-estruturais (amido e açúcares solúveis) Estruturais (pectina, celulose e hemicelulose) 1 1 2 b) Quanto ao tamanho da cadeia Monossacarídeos: - Açúcares simples Duas famílias – aldoses e cetoses Trioses – 3 C Tetroses – 4 C Pentoses – 5 C Hexoses – 6 C Dissacarídeos: Consistem da união por ligação covalente de dois monossacarídeos. Mais importantes: - Sacarose - Maltose - Lactose - Celobiose 3 Polissacarídeos: Polímeros de monossacarídeos - Constituem o material de reserva e estrutural das plantas, sendo, quantitativamente, a fonte de energia mais importante na natureza. - Os principais (encontrados nas dietas de animais) são: amido, celulose, hemicelulose, pectina. II. Carboidratos presentes nas dietas 1) Amido - Formado por unidades de glicose; - Possui cadeia ramificada; - Carboidrato de reserva nos vegetais; - Constituído de amilose e amilopectina; - Alimentos: 10 a 20% de amilose e 80 a 90% de amilopectina; - Rapidamente hidrolisado no trato digestivo de animais ruminantes e não-ruminantes. 4 5 Estrutura da amilose (cadeia não ramificada do amido) Estrutura da amilopectina (cadeia ramificada do amido) 6 2) Celulose - Polissacarídeo estrutural formado por unidades de glicose; - Mais abundante polissacarídeo estrutural; - Aumento da maturidade da planta – celulose é gradativamente incrustada pela lignina – diminui valor nutritivo da forrageira; - Utilizada somente por animais ruminantes e herbívoros com ceco-cólon funcional, pois: degradada somente por celulases unidas à parede celular microbiana; bactérias precisam aderir às partículas que serão degradadas. 7 Fatores que influenciam na degradação da celulose pelos microrganismos Porcentagem de carboidratos solúveis; Disponibilidade de nitrogênio e minerais (Ca, P, Na e S); Barreiras físicas - presença e distribuição da lignina; Área disponível para a hidrólise microbiana; Nível de consumo de alimentos (relacionado à taxa de passagem). 8 3) Hemicelulose Está intimamente ligada à celulose e à lignina; Heteropolissacarídeo composto de arabinose, xilose e ácido urônico; Situa-se entre 12 e 20% da matéria seca das forragens; Está associada à celulose; Mesmos microrganismos degradam a celulose e hemicelulose; Taxa de degradação similar à celulose (estreita relação física). 9 4) Pectina Encontrada nos espaços entre as paredes celulares de células vegetais (lamela média); Apresenta como componente principal o ácido galacturônico; pode também apresentar ramnose e galactose; É altamente digerível na maioria das espécies, inclusive não-ruminantes (no intestino grosso); Encontrada em grandes quantidades nas dicotiledôneas e frutas cítricas. 10 5) Sacarose Açúcar da cana e beterraba; Dissacarídeo formado por glicose + frutose; Hidrolisada pela sacarase, produzida pelo epitélio intestinal ou bactéria. 6) Lactose Açúcar do leite; Dissacarídeo formado por glicose + galactose; Hidrolisada pela lactase produzida pelo epitélio intestinal. DIGESTÃO E ABSORÇÃO EM ANIMAIS NÃO-RUMINANTES 1. Boca Saliva: Mistura de secreções de 3 pares principais de glândulas (sub-linguais, sub-maxilares e parótidas). Composição: 99% água + 1% outras substâncias (mucina, sais inorgânicos, HCO3- e PO4-, -amilase e uréia). Pequena hidrólise do amido em suínos e humanos. 11 11 12 2. Esôfago Suínos: Passagem rápida do bolo alimentar – pequena digestão pela -amilase salivar. Aves: Permanência longa do bolo alimentar (inglúvio) – atividade digestiva e microbiológica. 3. Estômago Não há digestão de carboidrato – pH ácido. 13 4. Intestino Delgado Presença de microvilosidades (“borda em escova”). - Aumentar área superficial (digestiva e absortiva); - Mecanismos especializados para transporte dos produtos finais da digestão; - Produzir carboidrases (como a sacarase e a lactase). 14 15 16 Figura 1: Mecanismo de absorção da glicose no epitélio intestinal. 17 5. Intestino Grosso Local de fermentação dos resíduos dietéticos não digeridos e não assimilados no intestino delgado; Fermentação microbiológica da porção fibrosa da dieta – para aves e suínos, fornecimento de energia é pequeno; Carboidratos solúveis e insolúveis são degradados pelas enzimas microbianas até monossacarídeos, principalmente; Monossacarídeos são metabolizadas pelos microrganismos em ácidos graxos voláteis (AGVs) e gases (vide metabolismo ruminal); Absorção de AGVs – cólon (vide absorção no rúmen). 18 Sistema tampão do intestino grosso HCO3- Secretado pelo pâncreas no duodeno, secretado pelo íleo e intestino grosso. PO4- Originado principalmente do alimento; ruminante secreta na saliva. 19 Requisitos para “ótima” digestão microbiana (intestino grosso e rúmen) Neutralização dos produtos finais liberados no lúmen; Tempo de retenção da digesta; Diluição dos produtos finais (“feedback” negativo); Remoção contínua dos produtos finais (absorção ou passagem). 20 Figura 4: Destinos metabólicos dos carboidratos da dieta em animais não-ruminantes.