Digestão fermentativa em herbívoros

Sabe-se que herbívoros são aqueles animais que se alimentam basicamente de vegetais, obtendo energia a partir dos mesmos, através da celulose, amido, hemicelulose e pectina.

É importante saber que esses animais não são capazes de digerir a celulose, pois não possuem as enzimas necessárias para isso. Todavia, os microorganismos (bactérias, protozoários e fungos) que habitam o trato digestivo desses animais possuem as enzimas necessárias para realizar a digestão da celulose, que se dá através da fermentação (com a fermentação ocorre um aproveitamento muito melhor das fibras). Esses microorganismos vão estabelecer uma relação de simbiose com o animal hospedeiro, pois os dois se beneficiarão durante digestão. A fermentação ocorre majoritariamente através das bactérias.

Como já foi citado anteriormente, a fermentação se dá através de bactérias, fungos e protozoários. Todavia, os fungos até então não apresentavam funções específicas, mas pesquisas recentes revelam que eles estão associados com a digestão da lignina, presente em plantas mais velhas (pasto alto e seco), todavia, essa digestão é tão pequena que mal pode ser aproveitada.
Já as bactérias podem ser classificadas quanto a matéria a ser degradada (podem ser celulolítica, hemicelulolítica, pectinolítica, amilolítica, entre outras) e ainda de acordo com o produto gerado (amoniogênicas, metanogênicas e sintetizadoras de vitaminas).

→Os animais herbívoros domésticos podem ser separados em dois grupos (com relação ao seu trato digestivo):

• Animais herbívoros monogástricos: realizam fermentação caudal, ou seja, a fermentação ocorre no CECO (que será muito desenvolvido - principalmente nos equinos) e/ou no CÓLON. O ceco terá uma função muito importante em relação as condições necessárias para a realização da fermentação, ou seja, esse local será como uma câmara fermentativa, permitindo a proliferação dos microorganismos que realizarão a fermentação.

As imagens acima representam o trato digestivo de dois animais herbívoros monogástricos (coelho e equino, respectivamente), mas além disso, mostram o desenvolvimento significativo do ceco nesses animais.

• Animais herbívoros poligástricos: são comumente conhecidos como ruminantes e realizam fermentação cranial ou cranio-caudal, ou seja, quando a fermentação é cranial significa que ocorre no RÚMEN e/ou RETÍCULO, já quando a fermentação é cranio-caudal significa que ela além de ocorrer no rúmen e no retículo, ocorre também no CECO e/ou CÓLON (em poucas quantidades). Esses animais possuem o estômago dividido em várias câmaras, que são: rúmen, retículo, omaso (digestão microbiana e ações mecânicas) e abomaso (onde ocorre a digestão propriamente dita). Bovinos, caprinos, ovinos e bubalinos são exemplos desse tipo de animal.

Esses animais realizam a ruminação, que basicamente pode ser explicada pela volta do alimento do estômago (mais especificamente do rúmen) para a boca. Esses alimentos que retornam para a boca são somente os pedaços que ainda estão muito grandes e fibrosos e que precisam, então, ser transformados em porções menores para que as enzimas dos microorganismos fermentadores possam agir melhor, sendo assim, com a ruminação ocorre o melhor aproveitamento da celulose.

O esquema acima representa um pouco melhor como ocorre a ruminação.

Basicamente o alimento segue esse sentido: Boca → Rúmen → Boca → Rúmen → Retículo (controla os movimentos da ruminação) → Omaso → Abomaso (onde ocorre a ação química do suco gástrico).

OBS: proteínas, carboidratos, lipídeos, e nucleotídeos podem ser metabolizados e transformados em ácidos graxos voláteis, formando, também, amônia.

→ Condições básicas para que ocorra a fermentação:

• Estase: basicamente é uma dilatação controlável do tubo digestivo, mantendo o alimento parado por certo tempo em cada uma das câmaras. Essa parada é fundamental para que o alimento possa ser remexido e homogenizado, para que, então, o processo de fermentação seja efetivo.
• Anaerobiose: os microorganismos fermentativos (principalmente as bactérias) são anaeróbias e precisam, então, de um ambiente sem oxigênio para conseguirem realizar a fermentação.
• pH próximo ao neutro: o pH é um fator muito crítico para a manutenção da atividade fermentativa dos microorganismos. pH entre 6.5 e 7.5 resultam em uma ótima ação, principalmente das bactérias. O pH é controlado pelo bicarbonato de sódio, que em ruminantes vem da saliva e em monogástricos vem de glândulas específicas do intestino delgado (uma vez que o bicarbonato da saliva, nesses animais, tem que percorrer um caminho muito mais longo e ácido até o local da fermentação do que o bicarbonato da salina de ruminantes).
• Fornecimento adequado e regular de substratos: os animais precisam de boa oferta regular de pasto e que este esteja de forma tenra e baixa, uma vez que nessa forma o alimento se apresenta mais rico em celulose.
• Remoção eficiente e regular de substâncias tóxicas e/ou nocivas ao sistema fermentativo: normalmente ocorre de duas formas: através da eructação (ocorre em ruminantes e é conhecido como "arroto do boi") e de flatus (ocorre em ruminantes e equinos), em ambos os casos se dá pela eliminação do metano (CH4), que é tóxico para a colônia bacteriana.

Processo de eliminação de flatus.

→Geração de energia a partir da digestão:

Os vegetais são ricos em celulose, amido, hemicelulose e pectina e esses componentes serão transformados em piruvato e depois são convertidos a acetato, butirato e propionato (são ácidos graxos), através da via glicolítica. Depois de convertidos podem ir para o ciclo de Krebs, onde gerarão energia para manter o bom funcionamento das células.