Nutrição de ruminantes: importância das fibras na dieta

Nos últimos 10.000 anos a criação de ruminantes tem sustentado os seres humanos em suas necessidades de alimentação com carne e leite, agasalho com couro e pele e como animais de transporte e companhia. 

Durante a evolução, os ruminantes desenvolveram características anatômicas e simbióticas, que lhes permitem utilizar eficientemente carboidratos estruturais como fonte de energia e compostos nitrogenados não proteicos como fonte de proteína. A domesticação dos bovinos e sua capacidade de transformar capim em carne, leite e pele, tendo a celulose como fonte de energia, foram acompanhadas de mudanças substanciais na história da humanidade no Período Neolítico, com modificações na dieta, no comportamento e na estrutura socioeconômica das populações. 

Os ruminantes apresentam maior eficiência no aproveitamento de energia dos alimentos fibrosos que os demais animais. Isso acontece devido ao sistema digestivo diferenciado composto por 4 compartimentos, rúmen, retículo, omaso e abomaso. O rúmen é o primeiro compartimento do estômago dos ruminantes, que é responsável pela fermentação e degradação de paredes celulares vegetais, constituídas principalmente de celulose e hemicelulose. 

Os microrganismos ruminais fermentam os componentes dos alimentos (carboidratos e proteínas), transformando-os em subprodutos como ácidos graxos de cadeia curta, proteína microbiana e vitaminas do complexo B e K, que são utilizados pelo metabolismo do animal. O tipo de alimento altera os produtos da fermentação ruminal, por conta da especificidade dos microrganismos em digerir determinados nutrientes da dieta. Dietas ricas em forragens resultam em maior atividade de bactérias celulolíticas e sacarolíticas, aumentando a produção de ácido acético. Já as dietas ricas em amido e/ou proteína, aumentam ação das bactérias amilolíticas e/ou proteolíticas, que são produtoras de ácido propiônico. 

A oxidação da maioria dos carboidratos é a principal via metabólica de liberação de energia, contribuindo com aproximadamente 80% do total de calorias ingeridas pelos animais. De acordo com o grau de polimerização os carboidratos são classificados em monossacarídeos (um monômero), oligossacarídeos (2-20 monômeros) e polissacarídeos (>20 monômeros). Os carboidratos simples são os monossacarídeos, unidades formadoras das demais classes, constituídos de 3-7 carbonos unidos por ligações covalentes simples e representados principalmente pela glicose e frutose; os oligossacarídeos correspondem aos carboidratos de cadeia curta, unidos por ligações glicolíticas, cujos principais representantes são sacarose e celobiose; os polissacarídeos incluem carboidratos com cadeias superiores representados principalmente pelo amido e pelos polissacarídeos não amiláceos (PNA) que englobam a celulose, hemicelulose e substâncias pépticas. 

Os carboidratos podem ser agrupados em duas grandes categorias conforme seu grau de degradabilidade: estruturais (CE) ou fibrosos (CF) e, não estruturais (CNE) ou não fibrosos (CNF), respectivamente.

Os CF incluem aqueles encontrados normalmente na constituição da parede celular, representados principalmente pela pectina, hemicelulose e celulose, que são normalmente os mais importantes na determinação da qualidade nutritiva das forragens, pois ocupam espaço no trato digestório e exigem mastigação para redução do tamanho de suas partículas e passagem através do sistema digestivo (Van Soest, 1994). Nutricionalmente, os CF e a fibra em detergente neutro (FDN) têm o mesmo significado, pois representam a mesma fração de carboidratos dos alimentos, a qual constitui, em média, 60% da MS total das forragens em condições tropicais.

Os CNF correspondem aos nutrientes rapidamente fermentados pelos microrganismos ruminais, tais como açúcares solúveis com rápida degradação (glicose, sacarose e amido), além da pectina. A fermentação dos carboidratos no rúmen produz ácidos graxos voláteis que representam a principal fonte de energia para os ruminantes, atendendo até 80% de seus requerimentos diários, além de maximizarem a síntese de proteína microbiana e a manutenção da função ruminal. 

A fibra representa a fração dos carboidratos de digestão lenta ou indigestível do alimento que ocupa espaço no trato gastrintestinal e, em função de sua concentração e digestibilidade, impõe limitações ao consumo voluntário de matéria seca (MS), minerais e energia. Concentrações mínimas de fibra na dieta que permitam manter a atividade de mastigação e motilidade do rúmen são fundamentais para assegurar uma perfeita saúde dos ruminantes. A excessiva redução nos níveis de fibras nas dietas de ruminantes poderá ser prejudicial à digestibilidade total dos alimentos, visto que a fibra é fundamental para a manutenção das condições ótimas do rúmen, pois altera as proporções de ácidos graxos voláteis, estimula a mastigação e mantém o pH em níveis adequados para a atividade microbiana, que está na faixa entre 6,5 e 6,8. 

O processo de digestão da fibra consiste na hidrólise dos polissacarídeos e a conversão dos monossacarídeos resultantes em ácidos graxos voláteis (AGV), gases da fermentação e calor. A taxa de hidrólise geralmente é o fator limitante na digestão ruminal da fibra. Esta taxa é limitada pela ação das enzimas no complexo lignina-polissacarídeos, que degradam a parede celular. A extensão da digestão da fibra depende de sua quantidade indigestível e da relação entre a taxa de degradação e a taxa de passagem. A digestibilidade ruminal da fibra de forragens e de outras fontes de alimentos, variam de forma muito ampla, desde 13,5 a 78%.