Instituto Babcock para Pesquisa
e Desenvolvimento da Pecuária
Leiteira Internacional
Essenciais em
Gado de Leite
University of Wisconsin-Madison
3) O METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
EM BOVINOS DE LEITE
Michel A. Wattiaux
Babcock Institute
Louis E. Armentano
Department of Dairy Science
TIPOS DE CARBOIDRATOS
Os carboidratos são a fonte de energia
mais importante e os principais precursores
da gordura e do açucar (lactose) presentes
no leite. Os microorganismos que vivem no
rumem permite que as vacas obtenham
energia utilizando os carboidratos fibrosos
(celulose e hemicelulose) que estão ligados
à lignina que está presente na parede
celular das plantas. A celulose e a
hemicelulose ficam são fermentadas
vagarosamente no rúmen, pois as fibras
ficam retidas no rúmen por um longo
tempo. A porcentagem de lignina é maior
em plantas maduras, em consequência, a
digestão da celulose e hemicelulose em
plantas maduras é menor. As fibras em
forma de partículas grandes são essenciais
para o estímulo da ruminação. A ruminação
aumenta a quebra e fermentação das fibras.
Além de estimular a contração ruminal, as
fibras também aumentam o fluxo de saliva
para o rúmen. A saliva contém bicarbonate
de sódio e sais de fosfato que ajudam a
manter o pH ruminal próximo da
neutralidade. As dietas com poucas fibras
normalmente resultam na produção de leite
com baixa porcentagem de gordura e
podem desencadear distúrbios digestivos
(ex: deslocamento de abomaso, acidose
ruminal).
Carboidratos não fibrosos (amidos a
açucares simples) são rapidamente
fermentados no rúmen. Os carboidratos não
fibrosos aumentam a densidade da dieta, o
que aumenta o suplemento de energia e
detrmina a quantidade de proteína
bacteriana produzida no rúmen. Contudo,
os carboidratos não fibrosos não estimulam
a ruminação e a produção de saliva, e se em
excesso, eles podem impedir a fermentação
das fibras.
Portanto,
o
balanceamento e n t re
carboidratos fibrosos e não fibrosos é
importante na dieta de bovines leiteiros
para a idela produção de leite. A Figura 1
mostra um esquema da transformação de
carboidratos em vários orgãos. Em vacas de
leite, o rúmen, o fígado e a glândula
mamária sçao os principais orgãos
envolvid o s
no
metabolismo
dos
carboidratos.
A PRODUÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS
VOLÁTEIS NO RÚMEN
Durante a fermentação ruminal, a
população de micróbios (na sua maioria
bactérias) fermentam os carboidratos para
produzir energia, gases (metano—CH 4 e
dióxido de carbono – CO2 ), calor e ácidos. O
ácido acético (vinagre), o ácido propiônico e
o ácido butírico são ácidos graxos voláteis
(AGV) e constituem a maioria (>95%) dos
ácidos produzidos no rúmen (Tabela 1).
Além disso, a fermentação de aminoácidos
produz alguns ácidos chamados de isoácidos. A energia e os iso-ácidos
produzidos durante a fermentação são
utilizados pelas bactérias para seu
crescimento (ex: pricipalmente para a
síntese de proteínas). O CO2 e o CH 4 são
eliminados pelo orifício esofágico, e a
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Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação
Figura 1: O metabolismo dos carboidratos em bovinos.
A maioria do acetato e todo o propionato
energia do CH 4 é perdida. Ao menos que o
são
transportados para o fígado, mas a a
calor seja necessário para a manutenção da
maioria
do butirato é convertido na parede
temperatura corporal, o calor produzido
ruminal
em corpos cetônicos chamados de
durante a fermentasção se dissipa. Os AGV,
β -hidroxibutirato. As cetônas são
produtos finais da fermentação ruminal,
importântes fontes de energia para a
são absorvidos através da parede ruminal.
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3—O Metabolismo de Carboidratos em Bovinos de Leite
Tabela 1: Ácidos graxos voláties produzidos
pela fermentação ruminal.
Nome
Estrutura
Acético
CH3 -COOH
Propiônico CH3 -CH2 -COOH
Butírico
CH3 -CH2 -CH2 -COOH
maioria dos tecidos do corpo. As cetônas
são derivadas do butirato que é produzido
no rúmen, mas no início da lactação, elas
também são produzidas na queima de
gordura pelo animal.
A PRODUÇÃO DE GLICOSE NO FÍGADO
A maior parte do propionato é convertida
em glucose no fígado. Além disso, o fígado
pode utilizar aminoácidos para a síntese de
glicose. Este é um processo muito
importante, pois normalmente nenhuma
glicose é absorvida pelo trato digestivo e
todo o açucar encontrado no leite (cerca de
900 g para cada 20 kg de leite) precisa ser
produzido no fígado. Uma exceção
acontece quando as vacas são alimentadas
com concentrados ricos em amido ou uma
fonte de amido resistênte à fermentação
ruminal. Deste modo, o amido escapa da
fermentação ruminal e alcança o intestino
delgado. A glicose formada durante a
diges t ã o
intestin a l
é
absorvida,
transportada para o fígado e contribui para
o suprimento de glicose para a vaca.
O lactato é outra possível fonte de glicose
para o fígado. O lactato é e silagens bem
preservadas, mas o lactato é produzido no
rúmen quando há um excesso de amido
sendo fornecido para a vaca. Isto não é
desejável, pois o ambiênte ruminal se torna
ácido, a fermentação das fibras não
acontece adequadamente e em casos
extremos a vaca para de se alimentar.
A SÍNTESE DE LACTOSE
E GORDURA DO LEITE
Durante a lactação, a glândula mamária
têm uma grande necessidade de glicose,
que é utilizada principalmente na formação
da lactose (açucar do leite). A quantidade
total de lactose sintetizada no úbere esta
intimamente associada com a quantidade
de leite produzida por dia. A concentração
de lactose no leite é relativamente constante
e a água é adicionada à lactose até que sua
concentração seja cerca de 4.5%. Portanto, a
produção de leite de uma vaca é fortemente
influenciada pela quantidade de glicose que
pode ser produzida pelo propionato
ruminal.
A glicose é convertida em glicerol, que
será utilizado para a produção da gordura
do leite. O acetato e o β-hidroxibutirato são
usados para a formação de ácidos graxos
que ficarão aderidos ao glicerol na
formação da gordura do leite. A glândula
mamária sintetiza ácidos graxos saturados
que contém de 4 a 16 carbonos (ácidos
graxos de cadeia curta). Cerca de metade da
gordura presente no leite é produzida na
glândula mamária. A outra metade vêm
dos lipídeos na dieta, incluindo uma
pequena porção d e ácidos graxos
insaturados com mais de 18 carbonos
(ácidos graxos de cadeia longa).
A combustão das cetonas fornece a
energia necessária para a síntese de gordura
e lactoseno úbere, mas o acetato e a glicose
também podem ser utilizados como fonte
de energia para células de vários tecidos.
O EFEITO DA DIETA NA FERMENTAÇÃO
RUMINAL E NA PRODUÇÃO DE LEITE
O tipo de fonte de carboidratos da dieta
influcencia a quantidade e a proporção de
AGV que são produzidos no rúmen. A
população microbiana do rúmen converte
os carboidratos fermentados em 65% ácido
acético, 20% Ácido propiônico e 15% ácido
butírico quando a dieta contém uma grande
proporção de forragens. Nestes casos, o
suprimento de acetate é adequado para a
maximização da produção de gordura, mas
a quantidade de propionato produzida no
rúmen pode limitar a quantidade de leite
produzida devido a falta de glicose
(especialmente no início da lactação).
Os carboidratos não fibrosos (presentes
em muitos concentrados) propiciam a
produção de ácido propiônico, mas os
carboidratos
f ibrosos
( p r e s e n t es
principalmente nas forragens) estimulam a
produção de ácido acético no rúmen. Além
disso, os carboidratos não fibrosos
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Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação
Figura 2: Efeito da composição da dieta nos
AGV do rúmen e na produção de leite.
produzem mais AGV (ex: mais energia)
pois eles são fermentados no rúmen em
uma maior proporção e também mais
rapidamente.
Portanto,
suplementa ç ã o
com
concentrados normalmente resulta em um
aumento da produção de AGV e no
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aumento do propionato e diminuição do
acetato (Figura 2). Quando grande
quantida d e s
de
concentrados
são
fornecidos (ou quando o tamanho de
partícula das forragens é muito pequeno), a
porcentagem de ácido acético pode ser
menor que 40%, enquanto que a
porcentagem de ácido propiônico pode
estar acima de 40%. A produção de leite
pode aumentar devido ao aumento do
suprimento de glicose originada do
propionato, mas o ácido acético, necessário
para a síntese de gordura, pode estar em
concentações muito baixas. Em geral, esta
diminuição em ácido acético está associada
com uma redução na produção de gordura
e com uma baixa porcentagem de gordura
no leite. Além disso, o relativo excesso de
propionato pode fazer com que a vaca
utilize esta energia disponível para o
acúmulo de gordura (ganho de peso
corporal) e não para a produção de leite.
Portanto, o excesso de concentrado na
dieta pode causar um problema de
obesidade nas vacas. O uso continuado
deste tipo de dieta pode ter um efeito
negativo na saúde do animal, que estará
mais propensa a ter problemas no parto e
também ter problemas metabólicos como o
fígado gordo ou cetose após o parto.
Contudo, a falta de concentrado na dieta
limita a ingestão de energia que pode afetar
a produção de leite e a produção de
proteína no leite.
Em conclusão, as mudanças na proporção
de forragem e concentrado na dieta têm um
profundo efeito na quantidade e na
porcentagem de cada AGV que são
produzidos no rúmen. Porém, os AGV
podem influenciar a:
• Produção de leite;
• Porcentagem de gordura no leite;
• A eficiência de conversão alimentar;
• O custom benefício de uma dieta.