Tratto gastrico dei ruminanti R e t i c o l o Rumine Omaso Abomaso intestino Esofago Duo deno

SEPARAZIONE DEL BOLO RUMINALE una bolla gassosa di composizione relativamente costante si raccoglie nelle regioni dorsali delle cavità. Ponte del Foraggio Concentrati

RUMINE - RETICOLO Camera di fermentazione priva di ossigeno (ANAEROBICA: [O2] disciolto = 0,25M) Parete con mucosa rivestita da epitelio pavimentoso. Posto a monte del principale sito di assorbimento dei nutrienti (intestino tenue). Tutti i prodotti delle fermentazioni possono essere assorbiti ed utilizzati dall’animale

Micropopolazione Ruminale Nel rumine si trovano microrganismi: BATTERI (109-1010/ml), MICETI (LIEVITI) (107/- 108/ml), PROTOZOI (106/ml) che vivono in simbiosi con il ruminante.

Micropopolazione Ruminale

Micropopolazione Ruminale Rapporto 5’000 : 50 1 BATTERI MICETI (LIEVITI) PROTOZOI

Micropopolazione Ruminale

Substrati per le Fermentazioni Ruminali I carboidrati costituiscono il substrato energetico per le fermentazioni batteriche (e dei microrganismi in genere) e le sostanze azotate degli alimenti forniscono il principale costituente plastico per gli stessi microrganismi.

CNCPS (Net Carbohydrate and Protein System, for Evaluating Cattle Diets) (Russell et al., 1992) 0.05 g di S.S./g di carboidrati fermentati/ora Batteri SC 0.15 g di S.S./g di carboidrati fermentati/ora Batteri NSC 0.4-0.5 g di S.S./g di carboidrati fermentati/ora Protozoi

Frazioni glucidiche e proteiche del CNCPS (Russell et al., 1992) CARBOIDRATI A = Zuccheri solubili e acidi organici B1= Amido e (pectine e b-glucani = fibre solubili) B2= NDF – (ADL X 2.4) = fibra disponibile = emicellulose e cellulusa C = ADL X 2.4 = fibra indisponibile PROTEINE A = NH4+, AA e Peptidi, B1= Globuline e piccola parte delle albumine (kd = 200-300%/h) B2= Albumine e gluteline (kd = 5-15%/h) B3= prolamine, estensine, prot. Denaturate (kd = 0.1-1.5%/h) C = prodotti di Maillard e N legato a ADL. (Indegradabile) Proteina Solubile NDS Proteina In solubile NDF

Velocità di fermentazione oraria in funzione del tipo di substrato (secondo CNCPS)

La Fibra da foraggio è necessaria allo sviluppo batterico (secondo CNCPS) Se l’NDF da foraggi è inferiore al 20% della sostanza secca della razione la crescita batterica si riduce del 2.5% per ogni riduzione di punto percentuale di NDF.

Morale L’alimentazione migliore deve prevedere: Molti mangimi amilacei e/o con molti zuccheri solubili ma senza ridurre troppo i foraggi Non abbondare con mangimi fibrosi per la sostituzione dei foraggi

METABOLISMO SOSTANZE AZOTATE - RICIRCOLO DELL’UREA

CONCENTRAZIONE RUMINALE DEI COMPOSTI AZOTATI Aa liberi peptidi a basso PM NH3 Proteine Nucleotidi 0,1 - 0,5 mg/dl 0,2 - 1,0 mg/dl 0 - 130 mg/dl 100 - 400 mg/dl 1,5 - 40 mg/dl

METABOLISMO RUMINALE DELLO ZOLFO

Batteri cellulosolitici SC Utilizzo esclusivo di NH4+ Batteri amilolitici NSC utilizzo di AA & NH4+

Sincronismo delle Fermentazioni Ruminali

DEGRADAZIONE E BIOSINTESI RUMINALE Sostanza organica 60-70% Proteine alimentari 50-80% Proteine sintetizzate Stime CNCPS

Prodotti delle Fermentazioni Ruminali GAS Acidi Grassi Volatili CORPI MICROBICI

GAS prodotti dalle Fermentazioni Ruminali CO2 ANIDRIDE CARBONICA CH4 METANO ALTRI (NH3, H2S …) (AMMONIACA, IDROGENO SOLFORATO ECC…

GAS prodotti dalle Fermentazioni Ruminali

GAS prodotti dalle Fermentazioni Ruminali Destino fisiologico: Eruttazione Destino patologico: Meteorismo (o timpanismo)

2) Acidi Grassi Volatili (AGV) ACETICO CH3-COOH C2 PROPIONICO CH3-CH2-COOH C3 BUTIRRICO CH3-CH2-CH2-COOH C4 LATTICO CH3-CHOH-COOH C3 ALTRI (ISOBUTIRRICO, VALERICO, ISOVALERICO, ECC…) C4, C5, C6

2bis) ISOACIDI ACIDI GRASSI A CATENA RAMIFICATA ISOBUTIRRICO, ISOVALERICO ECC… Possono essere interessanti quali precursori dei tre aminoacidi essenziali ramificati: LEUCINA, ISOLEUCINA E VALINA

3) Destino dei Microrganismi Le spoglie dei microrganismi ruminali che imboccano l’omaso, iniziano un viaggio di non ritorno verso la digestione, forniranno così al ruminante: VITAMINE (IDROSOLUBILI + K), FOSFOLIPIDI (di membrana) ma soprattutto: PROTEINE (microbiche)

Il pH del liquor ruminale varia da in funzione del tipo di alimento pH Ruminale Il pH del liquor ruminale varia da 5,5 6,0 6,5 7,0 in funzione del tipo di alimento e dell’insalivazione NSC NDF

pH Ruminale VECCHIA TEORIA Per molti Autori il pH del liquor ruminale è strettamente legato al tipo di substrato glucidico presente (=alimento assunto) e quindi alla qualità degli acidi organici formatisi (> o < %le di Ac. Lattico). IN REALTÀ: Dipende + dalla quantità di Acidi che dalla qualità (i pK dei vari acidi non sono molto diversi fra loro). Sono fondamentali i tamponi inorganici aggiunti con la dieta (bicarbonato di sodio, ossido di magnesio, carbonato di calcio, bicarbonato di potassio).

pK acidi organici N° atomi di C pK FORMICO C1 3.77 ACETICO C2 4.76 PROPIONICO C3 4.87 n-BUTIRRICO C4 4.81 LATTICO C3 3.86 VALERICO C5 4.82 MALICO C4 3.46 CITRICO C6 3.14

Importanza della masticazione sul pH Ruminale (1) + Fibra lunga (da foraggi) + Masticazione (sia iniziale che mericica) + Insalivazione + apporto di fosfati e bicarbonato di sodio + pH Ruminale PRODUZIONE GIORNALIERA DI SALIVA di una bovina adulta 150 – 200 litri/giorno

Importanza della masticazione sul pH Ruminale (2) Tuttavia la fibra lunga (oltre 2-3 cm) non è necessaria perché la vacca mastica comunque. In ogni modo il bicarbonato di sodio totale apportato con la saliva nel lungo periodo tenderebbe ad essere costante (è un ricircolo) mentre è possibile (e tutti lo fanno) aggiungerne alla dieta.

VELOCITÀ DI FERMENTAZIONE RUMINALE DI ZUCCHERI SOLUBILI, AMIDI E FIBRA A = zuccheri solubili B = amidi e destrine C = carboidrati della parete cellulare Intensità della fermentazione Tempo (ore) 6 12 24