DIGESTIONE della CELLULOSA

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1 DIGESTIONE della CELLULOSA I RUMINANTI MANGIANO VEGETALI, MA SI NUTRONO DI MICROORGANISMI Gli animali non sono in grado di digerire enzimaticamente la CELLULOSA (legami 1-4-β-glicosidici) detta anche fibra vegetale pare ci sia l'unica eccezione del Thysanura (pesciolino d'argento) Quindi molti animali albergano come simbionti nel loro apparato digerente microorganismi capaci di digerire cellulose ed emicellulose, poi si nutrono dei sottoprodotti di tali processi (acidi gassi volatili AGV) e alcuni (i ruminanti) sono anche in grado di digerire i microrganismi (batteri e protozoi) e quindi sfruttare al massimo i nutrienti dei vegetali

2 VANTAGGI dei RUMINANTI I PRESTOMACI sono un jolly nutrizionale: Permettono al ruminante di ASSUMERE RAPIDAMENTE il cibo senza doverlo masticare (o quasi) perché rinviano la masticazione accurata ai momenti di tranquillità e sicurezza Permettono di operare una DIGESTIONE FERMENTATIVA prima che le ingesta abbiano attraversato il tenue SELEZIONANO le ingesta facendo progredire il materiale ben digerito e trattenendo il resto Permettono un MIGLIORAMENTO del TENORE PROTEICO dell'alimento sia quantitativamente sia qualitativamente Con la loro ampia superficie sono un luogo di ASSORBIMENTO di nutrienti energetici (AGV-VFA) Rendono l'animale immune dal rischio di scarso apporto di molte vitamine (vit. K e vit. del gruppo B)

3 IL RUMINE

4 IL RUMINE

5 IL RUMINE

6 L'AMBIENTE RUMINE Il rumine è privo di ghiandole digestive e i processi demolitivi che vi avvengono sono ad opera di una flora ricca di batteri e protozoi, ma con la presenza anche di ficomiceti Quella tra mammifero e flora microbica è una SIMBIOSI: Il ruminante riesce sfruttare praticamente tutte le potenzialità nutrizionali dell'alimento (anzi c'è un miglioramento) I microbi trovano un ambiente adatto e protetto, in cui vengono riforniti di substrato metabolizzabile e dove possono riprodursi abbondantemente

7 L'AMBIENTE RUMINE Il rumine procura ai microbi un ambiente adatto, indirizzandolo specificamente per favorire le specie più utili L ambiente ruminale è ANAEROBICO, ovvero privo o quasi di ossigeno Il ph è acido, intorno a 6,0-6,5 La TEMPERATURA è di circa 39 C Variando la motilità prestomacale e le scelte alimentari l'animale può variare le condizioni della fermentazione, soprattutto il ph che può scendere sino a 5,5 o salire sino a 7,5 (oltre questi limiti si avrà acidosi o alcalosi) Sono condizioni indirizzate a favorire la fermentazione del glucosio senza che il piruvato prodotto entri nel ciclo di Krebs Di questi parametri il più difficile da mantenere è il ph, perché la stessa attività fermentativa batterica porta inevitabilmente alla produzione di idrogenioni e quindi all acidificazione del mezzo

8 L'AMBIENTE RUMINE: MICROFLORA BATTERI sono i più numerosi e si contano in miliardi per cm3 sono i principali protagonisti delle fermentazioni, possedendo nel loro insieme un ricco corredo enzimatico poiché però le singole specie sono abbastanza specializzate si spiega la scarsa capacità di adattamento dei ruminanti a repentini cambiamenti di dieta: un diverso alimento richiede l attacco da parte di particolari specie batteriche, e se non è possibile una sostituzione graduale, si dà luogo alla proliferazione poco controllata di batteri diversi, che possono operare fermentazioni indesiderabili: poco efficienti (con la conseguenza di una scarsa digeribilità) o addirittura con produzione di sostanze dannose per l animale (tossicosi).

9 L'AMBIENTE RUMINE: MICROFLORA

10 L'AMBIENTE RUMINE: MICROFLORA PROTOZOI i protozoi sono invece milioni per cm3 ciononostante la massa rappresentata da batteri e protozoi è circa uguale, data la maggior dimensione dei secondi sono, oltre che digestori, importanti regolatori della velocità delle fermentazioni batteriche, in quanto sequestrano particelle alimentari rendendole indisponibili ai batteri e si nutrono di batteri le proporzioni rispettive di batteri e protozoi e la numerosità assoluta variano durante il ciclo digestivo secondo la distanza dai pasti il numero dei protozoi sale quando la disponibilità di prede è elevata (successivamente al pasto) e scende man mano che i batteri diminuiscono e che il ruminante convoglia le ingesta verso l omaso-abomaso.

11 L'AMBIENTE RUMINE: MICROFLORA FICOMICETI il loro numero non è elevato come quello di batteri e protozoi: rappresentano circa l 8% dei microrganismi ruminali (migliaia per cm3) La loro importanza non è legata direttamente alle loro capacità enzimatiche, ma alla possibilità che hanno di scompaginare le strutture vegetali più compatte tramite l infiltrazione della loro forma sporocistica rizoido-simile, permettendo così una migliore penetrazione e attività degli altri microrganismi

12 MOTILITÀ PRESTOMACALE Consideriamo tre tipi di movimento: CICLO PRIMARIO (anche CICLO A o PRIMARY CYCLE) Coinvolge RETICOLO e RUMINE Serve a SELEZIONARE e SMISTARE le ingesta,nonché a RIMESCOLARLE CICLO SECONDARIO (anche CICLO B o SECONDARY CYCLE) Coinvolge solo il RUMINE È diretto all'eruttazione dei gas prodotti nelle fermentazioni e al RIMESCOLAMENTO delle ingesta RUMINAZIONE Coinvolge il RUMINE, l'esofago, l'apparato RESPIRATORIO e la BOCCA Per RIPORTARE IL BOLO ALLA BOCCA e RIMASTICARLO

13 MOTILITÀ PRESTOMACALE: CICLO PRIMARIO La fase di movimenti occupa circa secondi Inizia con una contrazione del reticolo che può essere bifasica o duplice: la prima contrazione è incompleta la seconda è una vera spremitura dell'organo Procede con andamento cranio-caudale: atrio del rumine, sacco dorsale, sacco ventrale, fondi ciechi Segue una pausa di secondi durante la quale le ingesta subiscono nel reticolo un processo di selezione e separazione tra le parti più digerite (colliquate) e quelle ancora strutturate (meno digerite). La selezione avviene per: dimensione: le particelle più digerite e perciò più piccole possono cadere nelle cellette più minute del reticolo flottazione: le particelle più digerite hanno un più elevato peso specifico e cadono sul fondo del reticolo

14 MOTILITÀ PRESTOMACALE: CICLO PRIMARIO La prima contrazione del reticolo avviene a sfintere reticoloomaso chiuso, quindi la parte più leggera e/o di maggiori dimensioni del contenuto reticolare tracima nel rumine (ancora rilasciato e perciò a bassa pressione

15 MOTILITÀ PRESTOMACALE: CICLO PRIMARIO La seconda avviene a sfintere reticolo-omaso aperto, mentre l'omaso è in rilasciamento (e quindi si abbassa) e l'onda contrattile è arrivata alla plica reticolo-atrio che quindi funziona come un argine: la parte più colliquata del contenuto reticolare viene inviata all'omaso L'onda contrattile procede verso il rumine e produce rimescolamento del suo contenuto: Omogeneizzazione del pabulum per la flora microbica Promozione dell'assorbimento degli AGV

16 MOTILITÀ PRESTOMACALE: CICLO PRIMARIO

17 MOTILITÀ PRESTOMACALE: CICLO SECONDARIO L'onda contrattile si avvia a livello di fondo cieco ventrale Procede poi in senso caudo-craniale: fondo cieco dorsale, sacco dorsale, sacco ventrale L'apertura del cardias permette la fuoriuscita della bolla di gas È una spremitura del rumine L'insorgenza è stimolata dalla pressione esercitata dalla bolla di gas su recettori di pressione e dalla tensione della volta ruminale, quindi i cicli secondari interrompono al bisogno la sequenza dei cicli primari Comunque i movimenti delle pareti ruminali hanno l'effetto di rimescolare i contenuto, promuovendo le fermentazioni e l'assorbimento

18 MOTILITÀ PRESTOMACALE: CICLO SECONDARIO

19 MOTILITÀ PRESTOMACALE: elettromiogramma dei cicli primario e secondario