Digestive Physiology of Farm Animals

Digestive Physiology of Farm Animals
Fisiologia digestiva degli animali in allevamento Dr. Richard Coffey Traduzione e adattamento prof. Fiorello Giotto ISISS “D. Sartor” San Gaetano di Montebelluna (TV) 1 1 1

Introduzione In termini semplici, il sistema digerente è una via di introduzione dei nutrienti per accedere al sistema circolatorio. Gli alimenti sono degradati a molecole semplici. Gli zuccheri, gli aminoacidi e gli acidi grassi risultanti sono poi trasportati attraverso le pareti intestinali nel sangue. Gli alimenti che gli animali sono in grado di utilizzare dipendono dal tipo di sistema digerente che essi possiedono. 2 2

Introduzione Esistono tre (3) tipi base di sistema digerente: Monogastrici – stomaco semplice. Ruminanti (fermentatore craniale) – stomaco multicompartimentato. Fermentazione intestinale – stomaco semplice ma intestino crasso sviluppato e complesso (cavallo e coniglio) 3 3

Tipi di Sistema Digerente Fermentazione intestinale Monogastrici Ruminanti Bovini da carne Bovini da latte Polli Maiali Cavalli Pecore Capre Cani Tacchini Conigli Struzzi Cervi Gatti 4 4

Basi Funzionali Anatomia del Sistema Digerente – Monogastrici – 5 5

Tratto Digerente - Maiale Esofago Stomaco Fegato Pancreas Duodeno Piccolo intestino (digiuno ileo) Cieco Colon Retto 6 6

Organi del Sistema Digerente – Monogastrici – Bocca Rottura meccanica degli alimenti con la masticazione (riduce le dimensioni delle particelle, aumenta la superficie di attacco per l’azione degli enzimi). La saliva è aggiunta come lubrificante e, in alcune specie, contiene amilasi per iniziare la digestione dell’amido. Esofago Canale che collega la bocca allo stomaco. 7 7

Organi del Sistema Digerente – Monogastrici – Stomaco Inizia la digestione enzimatica delle proteine. Gli alimenti sono ridotti ad una forma Semiliquida Fegato Centro dell’attività metabolica del corpo. Il maggior ruolo nel processo digestivo è quello di fornire sali biliari per l’intestino (necessari per la digestione e l’assorbimento dei grassi). 8 8

Organi del Sistema Digerente – Monogastrici – Pancreas Fornisce una forte miscela di enzimi digestivi per il piccolo intestino per la digestione di grassi, carboidrati e proteine. Piccolo Intestino o Intestino tenue 3 sectioni – duodeno, digiuno, ileo Sito delle fasi finali della digestione chimico- enzimatica . Luogo dove la maggior parte dei nutrienti è assorbita 9 9

Organi del Sistema Digerente – Monogastrici – Intestino crasso 3 sezioni – cieco, colon, retto Sito del riassorbimento dell’acqua. Avvengono delle fermentazioni batteriche (produzione e assorbimento di acidi grassi volatili). Alle volte limitata nei monogastrici Formazione delle feci. 10 10

Tratto Digestivo - Pollo Esophago Gozzo Proventricolo Ventriglio Fegato Cistifellea Cieco Cloaca Intestine crasso Intestine tenue (digiuno - ileo) Pancreas Duodeno 11 11

Organi del Sistema Digerente – Monogastrici – Organi specializzati nel Pollo Becco Niente labbra, denti e nessuna masticazione. Gozzo Diverticolo dell'esofago che permette l'accumulo del cibo ingerito. Alimenti inumiditi e rammolliti (poca o nessuna digestione). 12 12

Organi del Sistema Digerente – Monogastrici – Organi specializzati nel Pollo (continua) Proventricolo Stomaco ghiandolare dove sono aggiunte le prime significative quantità di succhi digestivi. Ventriglio Organo muscolare utilizzato per triturare e frantumare il cibo. Può contenere graniglia (piccole pietruzze) ingerite dall'animale per migliorare la rottura. 13 13

Organi del Sistema Digerente – Monogastrici – Organi specializzati nel Pollo (continua) Cloaca Camera comune in cui confluiscono I sistemi digestivo, urinario e riprodutivo. Quando il materiale fecale viene espulso, la cloaca si distende permettendo all'apertura dell'intestino di distendersi consentendo così la chiusura del tratto riproduttivo. 14 14

Organi specializzati nel Pollo Gozzo Ventriglio Proventricolo Cloaca 15 15

Processi digestivi - Monogastrici Proteine Grassi Amido BOCCA Amilasi Maltosio STOMACO proteasi Peptidi INTESTINO TENUE peptidasi Sali biliari lipasi amilasi maltasi Amino acidi Acidi grassi Glucosio = principale luogo di assorbimento 16 16

Anatomia funzionale essenziale del Sistema Digerente – Ruminanti – 17 17

Tratto digerente- Bovini Esofago Rumine Omaso Reticolo Abomaso Pancreas Fegato Cistifellea Cieco Intestino tenue Colon Retto 18 18

Organi del Sistema Digerente – Ruminanti – Bocca, esofago, fegato, pancreas, cistifellea, intestino tenue e crasso hanno funzioni simili a quelle dei monogastrici. Stomaco La struttura e la funzione degli stomaci rappresentano le maggiori differenze rispetto ai monogastrici. Stomaco a più compartimenti: tre prestomaci (rumine reticolo, omaso) ed uno stomaco vero: abomaso. 19 19

Parti degli stomaci dei ruminanti Rumine: Larga camera di fermentazione anaerobica. Capacità del Rumine Specie Capacità normale Capacità massima Vacca (500 kg) litri litri Pecora (70 kg) 10 – 20 litri litri 20 20

Parti degli stomaci dei ruminanti Rumine (continua): Popolazione di microrganismi Protozoi – per grammo di liquido ruminale. Batteri/Funghi – 100 milioni per grammo di liquido ruminale Funzione dei microrganismi. Digerire i foraggi per produrre Acidi Grassi Volatili (AGV), produrre proteine microbiche, e sintetizzare vitamina K e del complesso B. AGV assorbiti nel rumine. 21 21

Parti degli stomaci dei ruminanti Rumine (continua) Rivestito di milioni di papille (corte estroflessioni della parete del tumine) necessarie per l'assorbimento. Aspetto simile ad un tappeto 22 22

Parti degli stomaci dei ruminanti Rumine (continua): Il rumine è saturo di gas ed in costante movimento. Le contrazioni avvengono al ritmo di 1- 3 al minuto. Servono per mescolare il contenuto, permettere l’eruttazione dei gas, e muovere il fluido e gli alimenti fermentati dentro all’omaso Preso da “Digestive Physiology of Herbivores” 23 23

Parti degli stomaci dei ruminanti Ruminazione: I Ruminanti sono conosciuti per “rimasticare il bolo”. La ruminazione comporta che: Il bolo di alimenti precedentemente ingeriti è riportato in bocca per un movimento di peristalsi inversa dell’esofago. Il fluido del bolo viene strizzato con la lingua e nuovamente deglutito. Il bolo viene rimasticato per circa un minuto e poi ingerito. La ruminazione può occupare fino a circa 1/3 della giornata di un ruminante 24 24

Parti degli stomaci dei ruminanti Eruttazione: La fermentazione degli alimenti nel rumine genera un’enorme quantità di gas. 30-50 litri per ora nel bovino adulto. 5-7 litri per ora nella pecora e capra adulte. L’eruttazione è il modo normale con cui i ruminanti si liberano dei gas di fermentazione: Qualsiasi cosa che causi un blocco dell’eruttazione può essere pericoloso per la vita dell’animale. Il gonfiore per mancata eruttazione può portare alla morte per soffocamento. 25 25

Parti degli stomaci dei ruminanti Reticolo: Contiene microorganismi (come il rumine). Permette un volume addizionale di fermentazione Come la fermentazione da parte dei microorganismi procede e gli alimenti sono digeriti, le parti più piccole e più dense degli alimenti sono portate nel reticolo dal quale, assieme al liquido carico di microorganismi, sono spinte all’interno dell’omaso. 27 27

Parti degli stomaci dei ruminanti Reticolo (continua) La parete ha l'aspetto di una rete. Tra il Cardias (dove sbocca l’esofago) e l’orifizio reticolo- omasale esiste la “doccia esofagea” che permette agli alimenti liquidi (latte dei lattanti) di arrivare direttamente all’omaso saltando rumine e reticolo. 28 28

Parti degli stomaci dei ruminanti Omaso: (Libro - fogliolo) Organo robusto con parete interna divisa in numerosi fogli. Funzioni non ben conosciute. Provoca una strizzatura degli alimenti. Può riassorbire acqua, AGV residui e bicarbonato. 29 29

Parti degli stomaci dei ruminanti Abomaso: Vero stomaco ghiandolare. Secerne acidi e ha funzioni molto simili a quelle dei monogastrici. Caratteristica unica è che secerne Lisozima. Un enzima che distrugge con efficienza la parete dei batteri. Necessario per degradare la grande quantità di batteri che giungono dal rumine. 30 30

Processi digestivi nei Ruminanti Azoto non proteico (NPN) Proteine alimentari Carboidrati Grassi RUMINE/ RETICOLO RDP RDP Cellulosa Amidi Emicellulose Zuccheri RUP Proteina microbica (essenzialmente AA) Acidi grassi volatili (AGV) Glucosio FEGATO Glucosio OMASO AGV ABOMASO RUP Proteina microbica Peptidi INTESTINO TENUE Grassi Peptidi Acidi grassi e glicerolo Aminoacidi Glucosio = azione microbi = sito principale di assorbimento = assorbimento parziale RDP = proteina degradata rumine; RUP = prot. non degrad. rumine 31 31

Anatomia funzionale di base del Sistema digerente animali con Fermentazione intestinale 32 32

Tratto Digerente - Cavallo Esofago Stomaco Duodeno Intestino tenuo Cieco Grande colon Piccolo colon Retto 33 33

Organi del Sistema Digerente – Fermentazione intestinale – Bocca, esofago, stomaco, fegato, pancreas, cistifellea, e intestino tenue hanno funzioni simili a quelle dei monogastrici. Intestino crasso Le maggiori differenze tra i monogastrici e i fermentatori intestinali sta nell'intestino crasso (o largo intestino) L'intestino crasso è eccezionalmente sviluppato e complesso rispetto a quello dei monogastrici e dei ruminanti. 34 34 34

– Fermentazione intestinale – L'intestino crasso degli animali con fermentaszione intestinale è analogo al rumine nei ruminanti. Una grande camera anaerobica di fermentazione I microorganismi digeriscono i carboidrati strutturali (cellulosa, emicellulosa) e i carboidrati solubili che sfuggono alla digestione nell'intestino tenue producendo AGV. AGV sono assorbiti dall'intestino crasso ed utilizzati dall'animale. Le proteine microbiche prodotto nell'intestino sono in gran parte perse (c'è un assorbimento molto limitato) 35 35

Digestione - Fermentatori intestinali Proteine Grassi Amido Cellulosa Emicellulose BOCCA Amilasi Maltosio STOMACO proteinasi Peptidi INTESTINO TENUE peptidasi Sali biliari lipasi Amilasi maltasi Amino acidi Acidi grassi Glucosio INTESTINO CRASSO AGV AGV = azione microbica = sito principale di assorbimento 36 36

Sommario Ci sono tre (3) tipi base di sistema digerente negli animali allevati. Monogastrici Ruminanti (fermentore craniale) Fermentazione intestinale (fermentore caudale) I tre tipi di sistema digerente influenzano la categoria di alimenti che l'animale può effettivamente utilizzare. 37 37

Comparazioni - Sistema Digerente Functione Monogastrici Ruminanti Fermentatori intestinali Digerisce ed estrae energia da cellulosa Molto limitata (largo intestino) SI (rumine/reticolo) Utilizza direttamente zuccheri alimentari (absorbiti come glucosio) NO (fermentati a AGV) (assorbiti come glucosio) Utilizza direttamente la proteina alimenti Limitata (convertita a proteina microbica) Utilizza direttamente I grassi degli alimenti In parte (maggior parte a AGV) Utilizza proteina microbica (60-80% di AA dai microbi) 38 38

Pecora /Capra Bovino Maiale Cavallo Rumine 20-40 litri l ---- Reticolo 1.5 litri 10-13 l Omaso 0,5 litri 15-18 l Abomaso 2 - 3 litri l Stomaco 8 l 8-12 l Intestino tenue 10 litri 65-70 l 10 l 45-55 l (lunghezza) 25-28 metri 40 m 18 m 21 m Intest.crassointestine 6 litri l l l Digestive Physiology of Farm Animals Digestive Physiology of Farm Animals Digestive Physiology of Farm Animals 39 39

FINE Qualche domanda? 40 40

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