Superordine UNGULATI Ordine Perissodattili Ordine Artiodattili Sottordine Suiformi Famiglia Equidi Sottofamiglia Suinae Genere Sus Cinghiale Suino Sottordine Ruminanti Famiglia Cervidi Capriolo Daino Cervo Famiglia Bovidi Bisonte Bovini Stambecco (Genere capra) Muflone (Genere ovis) Il naturale comportamento dell’animale prevede la Ricerca del cibo Istinto di conservazione l’animale si nutre Riproduzione Accrescimento Lattazione Mantenimento Riproduzione In campo zootecnico l’alimentazione viene vista come: Fattore di esaltazione dello sviluppo morfologico degli animali Fattore sanitario e di prevenzione delle malattie (carenze ed eccessi) Fattore economico delle produzioni zootecniche trasformazione mantenimento e reintegrazione uso delle produzioni per migliorare il reddito Quindi……. … solo gli animali che si trovano in uno stato di equilibrio con l'ambiente produttivo, ossia in condizioni di benessere, possono dare produzioni zootecniche : tecnicamente efficienti economicamente convenienti FATTORI ANIMALE AMBIENTE STRUTTURE TEMPERATURA UMIDITA’ RICAMBIO ARIA LUCE IGIENE PULIZIA LETTIERA MANAGEMENT ALIMENTARE METODO DI ALIMENTAZIONE. DISPONIBILITA’ IDRICA ATTENZIONE DEGLI ADDETTI FATTORI DI STRESS MANAGEMENT SANITARIO VISITE GINECOLOGICHE MANAGEMENT GENETICA STATO FISIOLOGICO BCS – PESO VIVO STATO NUTRZIONALE STATO SANITARIO BENESSERE = PRODUTTIVITA’ = REDDITIVITA’ UMIDITA’ – SOST. SECCA VALORE NUTRITIVO STATO DI CONSERVAZIONE APPETIBILITA’ DIGERIBILITA’ ALIMENTI Digestione degli alimenti è un complesso di fenomeni che favorisce la scissione di molecole complesse in sostanze semplici Che una volta assorbite saranno utilizzate dall’organismo nei processi metabolici Metabolismo Anaboliche: passaggio da molecole semplici a complesse Reazione con dispendio energetico (endoergonica) Insieme di reazioni chimiche Cataboliche: passaggio da molecole complesse a semplici Reazione con produzione di energia (esoergonica) I diversi processi legati alla digestione avvengono nell’apparato digerente costituito da: Tubo digerente Ghiandole salivari Pancreas Fegato Nei mammiferi si possono distinguere: Monogastrici (cavità orale, faringe, esofago, stomaco, intestino tenue, crasso e retto) Poligastrici (cavità orale, faringe, esofago, rumine, reticolo, omaso, abomaso – stomaco ghiandolare, intestino tenue, crasso e retto) enzimatica + processi fermentativi enzimatica attività microbica nel cieco e colon attività microbica ed enzimatica Caratteristiche dell’apparato digerente di suino, equino e bovino Apparato digerente l % Intestino tenue l % Suino (30 l) 9 30 10 33 2 Cavallo (230 l) 15 7 70 30 Bovino (330 l) 230 70 65 20 Da INRA, 1984 Stomaco Intestino crasso (cieco) l % Intestino crasso (colon retto) l % 7 9 30 30 13 115 50 10 3 25 7 L’assorbimento degli alimentazione è caratterizzato da una serie di processi • meccanici • enzimatici • microbiologici I processi meccanici permettono di: rendere più efficace l’azione enzimatica favorire l’assorbimento dei principi nutritivi favorire l’espulsione del materiale indigerito Dentatura dei ruminanti Incisivi: 0/4 La dentatura è incompleta, grande sviluppo Canini: 0/0 di premolari e molari attività rotatoria della Premolari: 3/3 mandibola per i Bovini che strappano l’erba aiutandosi con la lingua (prensile e mobile) il Molari: 3/3 muso è spesso e rigido. Ingestione: 5-8 ore 1° masticazione Rumine Motricità Fenomeni permanenti (2500 contrazioni) Fenomeni non permanenti Ruminazione ed eruttazione (tipo di razione) Ruminazione 10h/d oppure 30’/d Saliva secreta Bovino 100-200l, ovino 10l Porzione triturante Diastema Incisivi Gli INCISIVI hanno la funzione di tagliare il foraggio. Hanno una forma semplice a “scalpello”, con un bordo tagliente. Sono così denominati: -Incisivo 1 (I1) -Incisivo 2 (I2) -Incisivo 3 (I3) - Incisivo 4 (I4) I1 I2 I3 I4 La formula dentaria definitiva negli ungulati è composta da 32 denti così denominati: INCISIVI PREMOLARI MOLARI J4 Apparato digerente dei ruminanti Rumine: stoccaggio e parziale demolizione (particelle 0,6 cm) AGV Reticolo: struttura a nido funge da selettore del materiale (rumine omaso) Omaso: filtro tra rumine e abomaso Assorbe acqua e AGV Abomaso: stomaco con secrezioni gastriche Intestino Tenue con processi digestivi enzimatici Crasso con processi fermentativi assorbimento di acqua e minerali Sacco cieco Solco coronarico a sacco dorsale b sacco ventrale c omaso d abomaso e reticolo Sacco dorsale f esofago g diaframma Sacco ventrale h solco longitudinale omaso i solco coronarico dorsale j solco coronarico ventrale k sacco cieco dorsocaudale l sacco cieco ventrocaudale Il rumine è un sacco voluminoso che occupa la cavità addominale sinistra Presenta un solco longitudinale che divide lo divide in sacco ventrale e sacco dorsale sacco che internamente presenta un ispessimento detto pilastri Il rumine comunica con il reticolo per mezzo dell’ostio rumine reticolare gas Alimenti fibrosi Alimenti concentrati e granella Gli alimenti nel rumine si stratificano secondo il loro peso specifico per cui: gas alimenti fibrosi in superficie quelli più pesanti nel sacco ventrale Il rimescolamento ha la funzione di portare la massa verso l’esofago al fine di favorire il rigurgito e la rimasticazione Ciclo della ruminazione Il cibo viene grossolanamente triturato e deglutito nel rumine In fase di riposo inizia la ruminazione dovuta al rigurgito dell’ingesta dal reticolo alla bocca (masticazione mericica) migliora la digestione Inoltre è presente la doccia esofagea funzionante nell’animale giovane e si estende dal cardias raggiunge l’ostio rumino-reticolare e prosegue nell’ostio reticolo-omasico Reticolo sacco più piccolo dei prestomaci (5%) presenta due aperture Ostio rumino-reticolare Ostio reticolo-omasico la superficie interna mostra numerose creste disposte a formare degli alveoli Omaso volume pari all’8% Comunica con l’abomaso mediante l’ostio omaso-abomasico La struttura interna presenta una struttura formata da lamine di lunghezza variabile e disposte in modo da formare pieghe simili a fogli di libro per questo viene denominato anche centopelli o foglietto L’attività di ruminazione può produrre circa 180 l di saliva nel bovino e 15-18 l nell’ovino Il rumine ha un volume di: 90-200 l nel bovino 35 l nell’ovino. La ruminazione attiva un processo altamente efficiente in grado di ottenere massimo profitto (energia) da alimenti relativamente poveri. Con l’attività fermentativa che avviene a livello del rumine si produce metano (154 l/d/capo bovino adulto) che viene eliminato con l’eruttazione Lofgreen et al., J Animal Sci 16:773, 1957 La ruminazione avviene prevalentemente quando gli animali sono in riposo e non quando mangiano. Il rumine-reticolo può essere considerato un ecosistema aperto nel quale i microrganismi introdotti da alimenti, acqua e terra hanno la possibilità di crescere e moltiplicarsi Nel rumine-reticolo è presente una popolazione mista di microrganismi presenti in sospensione in quantità variabile: - Protozoi - Batteri - Funghi L’ambiente ruminale è ben condizionato: strettamente anaerobico temperatura (37 – 39° C) pH (6,5) le fermentazioni sono mesofile Protozoi: numerosità variabile (5 mil/ml) condizionata dal pH (6-6,5) sono ciliati degradano materiale vegetale e producono AGV, Lattato, CO2, idrogeno Funghi: presenti nel rumine di animali che consumano foraggi, sono fissati sullo sclerenchima, riescono a degradare la cellulosa e l’emicellulosa; si moltiplicano formando spore. Batteri: responsabili della maggior parte delle degradazioni ruminali (10 miliardi/ml) Presenti diverse specie. Batteri cellulosolitici: Idrolizzano la cellulosa formando AGV (acetico) Batteri amilolitici: attaccano l’amido molto rapidamente liberando grande quantità di energia (propionico) Lattobacilli: fermentano preferibilmente zuccheri semplici ed amido. Sono attivi con alimenti quali insilati portano a ridurre il pH ruminale. Metanobatteri: producono metano e sono la causa di elevate perdite di energia (12%) digeribile della razione. Ridurre la produzione è possibile: Foraggi/concentrati, miglioramento della digeribilità, macinazione, pellettatura Batteri che sintetizzano vitamine Gruppo B Caratteristiche dei microrganismi ruminali Batteri Cellulosolitici Amilolitici Protozoi Funghi Durata di vita Densità n/ml Massa microbica g/l di contenuto % Massa microbica 18 h 25’ 1*1010 15-27 50-90 6-36 h 4*105 3-15 10-50 24 h 1*104 1-3 5-10 Il trasferimento dei microorganismi ruminali al neonato avvengono tramite la madre Acido Acetico: Massima produzione di questo acido con razioni a base di foraggi (70%), pH ottimale si ha quando la presenza di acido è del 60-65%. La fermentazione acetica determina una maggiore perdita di energia (metano), a livello ruminale è usato dai microrganismi per la sintesi batterica proteica, assorbito è usato come fonte energetica dalle cellule e per la sintesi lipidica mammaria Acido Propionico: produzione aumenta con i concentrati (fino a 30-35% vs 1820%) Con la produzione di propionico si hanno minori perdite di energia, assorbito viene trasformato in glucosio, favorisce la sintesi di lipidi e grassi di deposito Acido butirrico: rappresenta il 9-12% aumenta con razioni a base di erbe giovani, melasso, è usato per la sintesi di lipidi a livello della mammella Acido lattico: presente in quantità limitate aumenta quando si somministra amido e/o zuccheri solubili, in modo brusco. La microflora non lo trasforma in propionico, è difficilmente assorbito dalla parete ACIDOSI Variazione delle quantità di AGV in funzione del rapporto foraggi/concentrati Acido Acido Acetico Propionico % % Acido Butirrico % Altri acidi % 60:40 66 20 10 4 30:70 56 30 10 4 10:90 46 40 9 5 Insilato erba 76 13 7 4 Da Sjaastad et al., 2013, modificato Prodotti della fermentazione dei batteri ruminali (da Dryden, 2008 modificato) Specie Substrato Prodotti della fermentazione Fo Ac ++ Digestori di fibra Cellulosa, emicellulosa, pectine ++ Digestori di amido e zuccheri solubili Amido, zuccheri semplici + Lattobacilli spp Glucosio, amido altri monosaccaridi + Pr Bu iBu + + + Su + + ++ La + + + ++ Conseguenze del pH ruminale basso Se il pH nel rumine scende a valori inferiori a 6-6,2 si manifestano alterazioni a livello di attività batterica si può verificare: Infiammazione della mucosa ruminale con ispessimento e cheratizzazione fino ad avere lesioni della parete (paracheratosi) Acidosi acuta causata da ingenti quantità di assunzione di cereali che provocano una riduzione repentina del pH a valori < 5,5 se la situazione si protrae da acidosi acuta si passa ad acidosi metabolica (pH 4) si ha il blocco dell’attività dei batteri e l’animale può morire Meteorismo: alterazione ruminale per cui l’animale non riesce ad eliminare i gas, creando gonfiore. Questo avviene in seguito all’ingestione di erbe medica fresca o trifoglio che contengono saponine responsabili della formazione della schiuma Comportamento animali al pascolo Brucatori (Selettori): spiccata tendenza a selezionare (cervidi-capriolo) Brucatori – pascolatori (intermedi): caprini – camosciorenna- alce Pascolatori: poco selettivi si adeguano anche ad alimentazioni grossolane (bovini, bufalini e limitatamente ovini - muflone) Diverse sono le caratteristiche morfologiche che giustificano la classificazione dei ruminanti selvatici e domestici in: selettori di concentrati (brucatori) intermedi (brucatori-pascolatori) pascolatori Selettori Dieta preferibilmente ricca di concentrati e proteine Ghiandole salivari molto sviluppate Stomaco di modeste dimensioni Tempi di ritenzione limitati Studi comparativi relativi all’alimentazione indicano comportamenti diversi al pascolo ma anche possibili situazioni di competizione tra le diverse specie animali in base alla disponibilità del pascolo. Suino: monogastrico onnivoro con apparato digestivo Formula dentaria 3/3 incisivi 1/1 canini 4/4 pm 3/3 m e ghiandole annesse - Ghiandole salivari molto sviluppate (15l/d) - Cavità boccale: digestione di tipo meccanico, alimento frammentato e imbibito di saliva (produzione ptialina o amilasi salivare ridotta) - Stomaco: • • • • (7 ore) azione meccanica azione chimica (pepsina, ac. cloridrico), muco Zona esofagea senza ghiandole Zona cardiale ricca di ghiandole secernenti muco Zona fundica secerne acido cloridrico e pepsina Zona pilorica ricca di ghiandole secernenti muco La superficie interna dello stomaco (no zona esofagea) presenza di epitelio colonnare semplice che produce muco viscoso Le ghiandole gastriche sono presenti nelle lamine della mucosa e sono dotate di 2 tipi di cellule: Cellule principali che elaborano pepsinogeno e rennina Cellule parietali che producono HCl L’HCl ha funzione: Il pepsinogeno battericida attivato in pepsina denaturante demolisce i legami attivatore di enzimi peptidici delle Rennina presente nello stomaco dei giovani animali proteine Le ghiandole cardiali e le piloriche secernono muco Con funzione di proteggere le pareti dello stomaco Intestino tenue distinto in: - duodeno - digiuno - ileo (digestione) (digestione - assorbimento) (assorbimento) E’ caratterizzato da mucosa con villosità - Sono presenti numerose ghiandole che producono enzimi, muco - Acidi biliari: neutralizzazione e emulsione - Enzimi pancreatici con azione differente - Intestino crasso (colon elicoidale e flottante, cieco e retto): non ci sono secrezioni enzimatiche si riassorbe H2O e minerali, è anche presente una popolazione microbica che fermenta la cellulosa (AGV =5-12 % energia) Sintesi di vit. B. In questa parte dell’intestino sono assenti i villi Villi intestinali Pancreas e fegato sono due ghiandole extraparietali che producono sostanze che vengono immesse nell’intestino Il pancreas produce succo pancreatico che viene immesso nell’intestino attraverso dotto pancreatico Il succo contiene: Bicarbonato neutralizza gli acidi e favorisce l’attività enzimatica Muco per lubrificare il chimo Amilasi pancreatica Tripsinogeno (proteasi) e nucleasi Lipasi Enzimi pancreatici e loro funzione (da Dryden, 2008 modificato) Enzima Substrato Effetto Tripsinogeno Chimotripsinogeno Proteine e peptidi Digerisce i legami peptidici (Pro)carbossipeptidasi Proteine e peptidi Libera amminoacidi Lipasi Trigliceridi Produce acidi grassi liberi e monogliceridi Amilasi Polisaccaridi Digerisce l’amido e il glicogeno liberando maltosio e molecole di glucosio Ribonucleasi RNA Digerisci RNA Desossiribonucleasi DNA Digerisci DNA Il fegato produce la bile, riversata nel duodeno attraverso il coledoco, svolge una fondamentale funzione nella digestione dei lipidi La bile contiene : Fegato Acqua Svolge anche numerose altre funzioni: Pigmenti biliari Gluconeogenesi (aa, acido lattico, glicerolo) Acido taurocolico Glicogenolisi Colesterolo – lecitina Sintesi di proteine plasmatiche Sali inorganici (bicarbonati NaCl, Rimozione di globuli rossi, riutilizzo di KCl) Fe La bile svolge una funzione Eliminazione della bilirubina dalle feci emulsionante dei grassi Inattiva e converte sostanze come ormoni tossine farmaci Ammoniaca Urea Sintesi colesterolo Equino: monogastrico erbivoro Formula dentaria 3/3 incisivi 1/1 canini solo maschi 4/3 pm 3/3 m Durata di transito degli alimenti 48 ore L’alimento viene assunto con l’aiuto delle labbra superiori molto prensili, nella cavità boccale si ha una buona masticazione con abbondante produzione di saliva (40l/d) Lo stomaco di taglia ridotta lascia passare i 2/3 di ogni pasto in 1 ora ed ha una scarsa attività meccanica. La sua attività enzimatica è nella zona fundica dove viene secreto muco, pepsina ed acido cloridrico – Digestione a livello dello stomaco molto contenuta. Il pH dello stomaco non si abbassa (pH 6) esofago stomaco Duodeno Digiuno Retto Intestino tenue Ileo Colon Cieco Intestino crasso Intestino tenue: si sviluppa la maggiore attività enzimatica - zuccheri ed amido digeriti – proteine digerite in questo tratto (dipendenza dalla qualità proteica) - lipidi ben tollerati anche se la bile è assente Intestino crasso: l’attività essenziale proviene dall’attività microbica del tutto simile a quella che si sviluppa nel rumine-reticolo Popolazione microbica: 5-7 miliardi /g Sono presenti: batteri cellulosolitici e scarsi protozoi L’alimento rallenta il transito (36 ore), pH neutro, anaerobiosi, rimescolamento L’amido sfuggito alla digestione nell’intestino tenue viene degradato dai microrganismi Il 30% delle proteine può subire una degradazione microbica. Quindi la contemporanea presenza di NH3, di energia e catene carboniose porta alla sintesi di proteine microbiche anche se ne trae poco profitto Si realizza anche la sintesi di vit B
