Ruminazione nei Ruminanti

Insegnamento e Professore

• Insegnamento: Produzioni Animali
• Professore: Carlotta Giromini

Argomento: Digestione Ruminanti

• Argomento trattato: Fisiologia digestiva ruminante, microrganismi ruminali, digestione glucidi e produzione di AGV, digestione proteica e produzione di amminoacidi e ammoniaca (modulo IV)

Fisiologia della digestione del ruminante

• I ruminanti hanno un apparato digerente specializzato per digerire alimenti vegetali.
• Il cibo ingerito viene trasportato velocemente agli prestomaci per la digestione fermentativa (nel rumine).
• Il processo di digestione nel rumine è caratterizzato da un veloce trasporto del cibo nello stomaco, che subisce una digestione fermentativa.
• Esistono diversi compartimenti nello stomaco di un ruminante (rumine, reticolo, omaso, abomaso).
• L'alimento viene ingerito, masticato e passa attraverso il rumine e il reticolo per poi raggiungere l'omaso e l'abomaso.
• Il rumine ha la funzione di stoccaggio e demolizione parziale del cibo.

Fisiologia della digestione del ruminante (continua)

• Il reticolo seleziona il materiale che passa dal rumine all'omaso (filtro).
• Il reticolo trattiene le particelle grossolane e le invia al rumine per essere rimasticate.
• Il reticolo coordina i movimenti ruminali, il rimescolamento del materiale e il suo ritorno alla bocca.
• Esiste uno stretto collegamento tra rumine e reticolo.
• L'omaso ha la funzione principale di filtro tra rumine e abomaso, favorendone l'assorbimento dell'acqua per favorire l'azione dei succhi digestivi a livello dell'abomaso e assorbimento degli AGV.
• L'abomaso ha secrezioni gastriche simili allo stomaco dei monogastrici.

Fisiologia della digestione del ruminante (continua)

• L'intestino tenue completa i processi digestivi grazie all'azione del succo pancreatico e delle secrezioni enteriche, bile.
• Le sostanze alimentari vengono decomposte in elementi nutritivi assorbibili dalla mucosa intestinale.
• L'intestino crasso continua a trasformare gli alimenti grazie ai microrganismi, assorbendo acqua e sali minerali.

Alimentazione e ruminanti

• Alimentare un ruminante è come alimentare miliardi di microrganismi nel suo rumine.
• Nel rumine, batteri, protozoi e funghi digeriscono le sostanze organiche producendo gas, acidi grassi e batteri con un alto valore biologico che verrà digerito nell'intestino.

Alimentazione e ruminanti (continua)

• La differenza fondamentale tra alimentare un ruminante e un altro tipo di animale (es: bio-gas) è che non si può regolare a piacere l'ingresso di cibo, il suo tasso di passaggio e assorbimento e l'eliminazione delle scorie.
• La complessa interazione tra l'animale e la flora e fauna simbiotica permette ai ruminanti di digerire materiali fibrosi e utilizzare azoto non proteico che non è utilizzabile da monogastrici.

Il contenuto del complesso rumine-reticolo

• Il contenuto complessivo del rumine-reticolo negli animali adulti rappresenta circa il 60-80% del peso totale della parte gastroenterica.
• Nel vitello neonato, rappresenta circa il 25-35% del peso totale gastroenterico.
• I ruminanti tendono ad ingerire rapidamente il cibo e poi farlo ripassare tramite la ruminazione per la digestione.
• I bovini ruminano mediamente 8-11 ore al giorno.

La ruminazione

• La ruminazione consiste in cicli o periodi che durano dai 35 ai 40 minuti.
• Ogni periodo ruminativo è una successione di cicli mericici di durata costante.
• Il ciclo mericico coinvolge il rigurgito di porzioni di cibo dal rumine, la masticazione e la ricostituzione di un nuovo bolo prima del successivo rigurgito.
• Il bolo rigurgitato viene diviso in due frazioni: una viene immediatamente deglutita, l'altra masticata per circa 45-65 secondi, poi deglutita.

Produzione salivare nel ruminante

• La produzione di saliva è importante nella digestione dei ruminanti.
• Una vacca produce da 3 a 6 litri/ora di saliva quando ingerisce cibo, e da 6 a 10 litri/ora durante la ruminazione.
• La saliva ha un pH di 8.1-8.3 (ricca di carbonato di sodio) e tampona la forte acidificazione dovuta ai processi fermentativi.
• Controlla il pH, stimola l'attività dei microrganismi e ha un'azione anti-meteorismo.

Batteri, Protozoi e Miceti nel rumine

• I batteri sono la popolazione microbica più numerosa nel rumine (10¹¹/ml).
• I protozoi (10⁴-10⁶/ml) e i miceti (8% della massa microbica) svolgono ruoli importanti nei processi di digestione.
• I batteri, protozoi e miceti nel rumine degradano e fermentano i polisaccaridi delle pareti cellulari vegetali (fibra), rendendo disponibile alle successive fermentazioni il contenuto cellulare
• Le attività batteriche includono processi proteolitici, sintesi proteica, idrolisi dei trigliceridi e la sintesi vitaminica.
• I protozoi espongono enzimi importanti nella digestione delle particelle di cibo, mentre i miceti hanno un ruolo significativo nella digestione della fibra.

Principali Prodotti Finali della Fermentazione Ruminale

• I principali prodotti finali delle fermentazioni ruminali sono: anidride carbonica, metano, idrogeno (in determinate condizioni), e acidi grassi volatili (AGV; acetico, propionico, butirrico).
• Vengono prodotte notevoli quantità di proteine batteriche e vitaminiche (vitamine B e K).

Fermentazione Glucidi

• La fermentazione glucidi libera energia con la produzione di AGV (70% nel rumine, 20-30% nell'omaso).
• L'acido acetico è fondamentale nella sintesi dei grassi nel latte, fornendo energia al ruminante.
• L'acido propionico è importante per la sintesi del glucosio e aumenta con l'aumento di foraggi nella dieta.
• L'acido butirrico è un'importante fonte energetica e aumenta con l'aumento di concentrati nella dieta.

Sintesi Proteine

• La degradazione ruminale porta all'ottenimento di amminoacidi, essenziali per la sintesi di proteine batteriche diverse dalle proteine alimentari.
• L'ammoniaca è un prodotto della sintesi di aminoacidi e viene trasformata in urea.
• Il ruminante usa gli NPN (azoto non proteico)+Sali di ammonio per ottenere la quota di azoto proteico.

Lipidi, Minerali e Vitamine

• I lipidi svolgono un ruolo minore rispetto a proteine e glucidi (2-4% sulla sostanza secca).
• I minerali sono essenziali per la funzionalità batterica.
• Il rumine produce vitamine B e K dopo lo svezzamento soddisfando i bisogni dell'animale.