RUMINE E METABOLISMO ANIMALE Cavità prestomacali: organi deputati alla digestione degli alimenti assorbono una grande quantità dei prodotti delle fermentazioni ASSORBIMENTO NEI DISTRETTI CEFALICI DELLO STOMACO CAPRA 60% PECORA 70% VACCA 65% METABOLISMO DEL RUMINANTE stato funzionale di perenne neoglucogenesi

UTILIZZAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI VOLATILI 30% utilizzato direttamente dalle cellule dell’epitelio ruminale attivato ad acetilCoA produzione di energia nel ciclo di Krebs sintesi di composti biologici (corpi chetonici e acidi grassi) non può essere utilizzato per la sintesi ex-novo di zuccheri sfugge al metabolismo epatico ACETATO Metabolizzato a corpi chetonici nell’epitelio del rumine utilizzato a scopi energetici (cervello, cuore e muscolo) BUTIRRATO

UTILIZZAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI VOLATILI Destino metabolico della Convertito nell’epitelio ruminale e nel fegato a succinilCoA (intermedio del ciclo di Krebs) comune a tutti PROPIONATO Nell’epitelio ruminale (tipico dei RUMINANTI): 50% convertito in lattato immesso in circolo riutilizzato nel ciclo di Cori altri tessuti effetto anaplerotico del succinilCoA sul ciclo di Krebs Destino metabolico della catena carboniosa del propionato

CICLO DI CORI FEGATO SANGUE MUSCOLO GLUCOSIO GLUCOSIO GLICOGENO ACIDO LATTICO ACIDO LATTICO ACIDO LATTICO FEGATO SANGUE MUSCOLO

BIOSINTESI DELL’ESOSOFOSFATO DAL PROPIONATO

GLUCONEOGENESI

UTILIZZAZIONE DI PROTEINE E AMINOACIDI PROTEINE A DISPOSIZIONE DELL’ANIMALE: proteine digeribili di origine microbica proteine alimentari by-pass LA COMPOSIZIONE MEDIA DELLE PROTEINE ESPRESSE DAI BATTERI O DAI PROTOZOI NEL RUMINE E’ RELATIVAMENTE COSTANTE INDIPENDENTEMENTE DAL TIPO DI ALIMENTO. PROTEINE DEI BATTERI 53% della materia secca digeribilità del 75-83% ricche in valina, arginina e triptofano PROTEINE DEI PROTOZOI > digeribilità > valore biologico ricche in lisina, leucina e isoleucina MISCELA BATTERI-PROTOZOI contenuto proteico del 50% digeribilità di circa l’80%

AMINOACIDI SOLO FEGATO E RENE CEDONO GLUCOSIO AMINOACIDI GLUCONEOGENETICI: quelli che possiedono una catena carboniosa che può essere trasformata in intermedi del ciclo di Krebs o in piruvato fegato e corteccia renale cervello e muscolo scheletrico aspartato, tirosina, fenilalanina, isoleucina, metionina, valina, glutammato, istidina, prolina, arginina SOLO FEGATO E RENE CEDONO GLUCOSIO AL CIRCOLO EMATICO (glucosio-6-fosfatasi) ALANINA, GLICINA, SERINA, CISTEINA, TRIPTOFANO: metabolizzati ad acido piruvico carbossilato ad ossalacetato (gluconeogenesi) decarbossilato ossidativamente ad acetilCoA (chetogenesi) Leucina e lisina: strettamente chetogenetici

PRODUZIONE DI METANO NEL RUMINE EMISSIONI DI METANO ATMOSFERA l’ossidazione di molecole ad alto contenuto energetico (NADH, FADH2) in ambiente aerobico avviene sull’O2 con formazione di H2O, mentre nel rumine gli ioni H+ vengono scaricati sul carbonio formando CH4 (metano). EMISSIONI DI METANO Effetto 70 volte  rispetto CO2 sul riscaldamento atmosfera ATMOSFERA 200 anni fa [CH4] = 0,7 ppmv oggi [CH4] = 1,7 ppm aumento dell’1% / anno negli ultimi 40 anni LE FONTI PRINCIPALI DI PRODUZIONE DI METANO: 1. coltivazione del riso; 2. terre umide; 3. produzione di energia fossile; 4. animali; 5. combustione di biomasse; 6. termiti.

EMISSIONE DI METANO DI ORIGINE DIGESTIVA DA PARTE DELLE DIVERSE SPECIE ANIMALI

PRODUZIONE DI METANO 1° STADIO degradazione dei polisaccaridi vegetali produzione di A.G.V., idrogeno, CO2, alcoli 2° STADIO produzione di idrogeno molecolare batteri acetogeni produttori di acido acetico + idrogeno protozoi e miceti (idrogenosomi) 3° STADIO metanogenesi batteri metanogeni utilizzano idrogeno e CO2 per produrre CH4

LIBERAZIONE IN ATMOSFERA DI METANO PER LA PRODUZIONE DI 240 LIBERAZIONE IN ATMOSFERA DI METANO PER LA PRODUZIONE DI 240.000 DI LATTE DA PARTE DI DUE MANDRIE A DIVERSA EFFICIENZA PRODUTTIVA L’aumento di 2,5 volte dell’efficienza produttiva comporta una riduzione dell’emissione di metano 1,88 volte, a parità di latte prodotto. La digeribilità dell’energia, l’entità della fermentescibilità della sostanza organica e quindi l’andamento dei processi fermentativi nel rumine condizionano le perdite di energia sotto forma di metano (E-CH4).