Microbiota ruminal

Os ruminantes são animais que possuem um estômago multicavitário, ou seja, dividido em compartimentos denominados de rúmen, retículo, omaso e abomaso. Os três primeiros possuem função associada ao processo fermentativo e o abomaso apresenta características similares ao estômago dos animais monogástricos. Essas estruturas anatômicas permitem a realização do processo de fermentação conferindo a esses animais o aproveitamento da fração fibrosa dos vegetais. No entanto, os ruminantes não produzem as enzimas necessárias para a digestão desta fibra, porém permitem que microrganismos capazes de produzir tais enzimas se desenvolvam em seu rúmen, sendo esta população composta por bactérias, protozoários e fungos.

A celulose e outros polissacarídeos presentes na parede celular de vegetais, constituem a maior fonte de energia para os animais herbívoros. E sua degradação é o resultado da simbiose entre estes animais e sua microbiota. Estes microrganismos também utilizam o nitrogênio não-protéico para a síntese de aminoácidos, sintetizam vitaminas e produzem os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), que são os ácidos acético, butírico e propiônico.

O estabelecimento desses microrganismos no rúmen ocorre após o contágio dos animais recém-nascidos com sua mãe (por exemplo, o ato de a vaca lamber sua cria), com a ingestão de alimentos contaminados e, além disso, o esterco presente no piso do curral, nos pêlos, nas tetas, etc., está dentre as principais fontes de contágio, assim como o solo e as pastagens.

BACTÉRIAS

É a população mais diversificada do rúmen e seus principais grupos são relacionados com a degradação da fibra vegetal.

Bactérias fermentadoras de carboidratos estruturais (Celulolíticas)

Associam-se às fibras dos alimentos e degradam os componentes da parede celular dos vegetais, particularmente a celulose e a hemicelulose, as principais espécies são Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcus albus e o fibrobacter succinogenes. Estes microrganismos vão promover a hidrolise da celulose através de complexos enzimáticos denominados celulases. As espécies celulolíticas produzem principalmente, acetato, propionato, butirato, succinato, formato, CO₂, e H₂. Também são liberados o etanol e o Lactato.

Fonte: http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Ruminococcus
Ruminococcus flavefaciens

Bactérias fermentadoras de carboidratos não-estruturais (Amilolíticas e Pectinolíticas).

Associam-se às partículas de grãos de cereais ou grânulos de amido e degradam os carboidratos de natureza não estrutural como o amido e açúcares solúveis como, dextrinas e frutosanas, podem utilizar a amônia, aminoácidos ou peptídeos para a síntese de suas proteínas. Produzem acetato, porém mudam para acetato, formato e etanol quando a concentração do substrato fermentável decresce. Os principais microrganismos fermentadores de carboidratos não-estruturais são, Streptococcus bovis, Ruminobacter amylophilus, Lactobacillus sp., Selenomonas ruminantium.

Bactérias lipolíticas

Hidrolisam triglicerídeos em glicerol e ácidos graxos, não é numeroso, pelo fato do ambiente ruminal apresentar potencial de oxidorredução muito baixo, característico de ambiente anaeróbicos. A espécie Anaerovibrio lipolytica hidrolisa lipídios e utiliza a ribose, a frutose, o glicerol e o lactato como fontes de carbono e energia. Esses substratos são fermentados a acetato, propionato e CO₂, enquanto o glicerol é fermentado a propionato e succinato.

Bactérias proteolíticas

Como o próprio nome denuncia, degradam proteínas.  No entanto, existem algumas poucas espécies que utilizam principalmente aminoácidos como substratos energéticos. Destacam-se as espécies B. amylophilus, B. ruminicola, Butirivibrio sp., S. ruminantium, Clostridium aminophilum e C. sticklandii.

Fonte: http://ijs.sgmjournals.org/content/53/1/201.full
Butirivibrio sp

Bactérias ureolíticas

Apresentam-se aderidas ao epitélio ruminal e hidrolisam uréia liberando amônia. Exemplo: Enterococcus faecium.

Bactérias metanógenas

São as mais estritamente anaeróbicas do rúmen. Produzem metano a partir do CO₂ e H₂ derivados da atividade fermentativa das demais espécies, por exemplo: Methanobacterium sp., Methanobrevibacter sp.

Bactérias lácticas

Crescem em condições de baixo pH ruminal e utilizam, entre outros, ácido láctico como substrato energético, por exemplo: Megasphaera elsdenii.

Bactérias pectinolíticas

Fermentam a pectina. Embora a pectina seja um polímero de natureza estrutural, sua fermentação, assim como a as características das bactérias que a utilizam, são semelhantes àquelas que fermentam carboidratos não-estruturais, por exemplo: Succinivibrio dextrinosolvens.

PROTOZOÁRIOS

São organismos unicelulares, anaeróbios, não patogênicos.  Apresentam organização complexa e diferenciada com estruturas funcionais similares a boca, esôfago, estômago, reto e ânus. Alguns protozoários são celulolíticos, mas os principais substratos utilizados como fonte de energia são os açúcares e amidos que são assimilados rapidamente e estocados na forma de amilopectina. Uma característica peculiar dos protozoários ruminais é o quimiotactismo, ou seja, possuem a capacidade de se locomoverem num gradiente de concentração de açúcares ou glicoproteínas. São capazes de se fixar à parede do retículo e migrar em direção ao rúmen, logo após a alimentação do hospedeiro, possivelmente em razão do aparecimento de açúcares solúveis.

FUNGOS

Inicialmente os fungos eram considerados protozoários flagelados. Os fungos são parte integrante da microbiota ruminal e são encontrados em animais alimentados com dietas fibrosas, onde os zoósporos móveis aderem aos fragmentos das forragens e invadem os tecidos vegetais por meios de seus talos e rizóides. Após um período de crescimento vegetativo ocorre a formação dos esporângios que irão liberar os zoósporos maduros fadados a repetir esse ciclo de colonização do material vegetal ingerido pelo hospedeiro.

REFERÊNCIAS

BERCHIELLI, T.T.; PIRES, A.V.; OLIVEIRA, S.G. Nutrição de ruminantes. 1. ed. Jaboticabal: Funep, 2006. 583p.

KOZLOSKI, G.V. Bioquímica dos ruminantes. 1. ed. Santa Maria: Ed. UFSM, 2002. 140p.