Microbiota intestinal e seu papel na saúde e metabolismo de vacas leiteiras

A constituição da microbiota intestinal varia com o hospedeiro, indicando uma forte especificidade ambiental e genética. A fisiologia e a estrutura do sistema digestivo dos ruminantes foram evoluídas bilhões de anos atrás para garantir a digestão eficaz de materiais celulósicos e vários polissacarídeos. A potência do sistema reside em seu design, onde o material alimentar ingerido é experimentado com uma interação prolongada com a microflora. O estômago dos ruminantes é composto pelo rúmen, retículo, omaso e abomaso. O ambiente interno do rúmen é dividido em diferentes sacos pela prega retículo-ruminal. O alimento ingerido é direcionado para o rúmen através do retículo, onde é armazenado para ruminação e interação com a microflora. A saliva é considerada crucial para a ingestão e ruminação, contendo altas concentrações de fosfato, potássio e bicarbonato de sódio para tamponar os ácidos gerados durante a fermentação. O reticulorúmen é descrito como um saco de fermentação multifuncional.

A necessidade da microbiota intestinal é destacada devido à alimentação dos ruminantes com plantas que são fontes de polissacarídeos complexos. A microflora é empregada para hidrolisar esses compostos no intestino, estabelecendo uma relação simbiótica com o hospedeiro. O ambiente reticulorúmen é estritamente anaeróbico e compreende uma microflora densa e diversa com eucariotos, arqueas e bactérias em diferentes concentrações. A fermentação pela microflora do rúmen é um processo complexo, onde microrganismos agem em coordenação para gerar compostos mais simples metabolizados pelo hospedeiro.

A constituição da microbiota intestinal varia com o hospedeiro, indicando uma forte especificidade ambiental e genética. Diferenças na composição microbiana das fezes foram observadas entre gêmeos e irmãos, implicando o envolvimento da genética na microflora intestinal individual. A microflora também varia de seção para seção nas regiões intestinais, começando nos estágios iniciais da vida de um bezerro. Metanogênicos e flora celulolítica são observados desde os primeiros dias de vida, indicando sua importância.

As bactérias ocupam a maior parte da microflora intestinal e auxiliam na fermentação e degradação de polímeros vegetais. A microflora predominante no rúmen é Proteobacteria, Bacteroidetes e Firmicutes. A produção de metano por arqueias é mediada por citocromo ou complexos alternativos, e a utilização de hidrogênio por metanogênicos é crucial para tornar a fermentação bacteriana energeticamente favorável. Protozoários e fungos anaeróbicos também desempenham papéis importantes no rúmen, e bacteriófagos mantêm a população bacteriana através da lise.

Distúrbios na homogeneidade da microflora gastrointestinal resultam em graves problemas no sistema digestivo e em vários órgãos dos ruminantes. A desarmonia na comunidade microbiana provoca distúrbios metabólicos como inchaço, acidose ruminal, hipoglicemia, diarreia, úlceras no trato gastrointestinal (GI) e reticuloperitonite.

• Inchaço:

O tímpano ruminal, ou inchaço, envolve o acúmulo excessivo de gás no rúmen, observado em animais alimentados com grandes quantidades de grãos ou forragens. Esse inchaço pode ser categorizado como gás livre ou espumoso. Problemas patológicos ou físicos que impedem a liberação de gás, assim como a ação bacteriana metanogênica que gera gases como metano, hidrogênio e CO2, são causas comuns desse distúrbio.

• Acidose ruminal:

Este distúrbio é causado pelo consumo excessivo de alimentos ricos em carboidratos fermentáveis, resultando na produção de ácido láctico e na redução drástica do pH do rúmen. O pH baixo destrói bactérias gram-negativas, libera endotoxinas e provoca acúmulo de fluido, perturbação da microbiota e digestão parcial. A acidose pode levar a disfunção hepática, doenças pulmonares e até à morte.

• Hipoglicemia:

A hipoglicemia ocorre quando a taxa de captação de glicose é inferior à de utilização. A vitamina B12 é essencial para a síntese de glicose a partir do propionato. A deficiência de glicose é especialmente fatal em bezerros e cordeiros recém-nascidos em ambientes frios. Organismos dependem de carboidratos dietéticos para glicose, e a hipoglicemia pode ser observada em animais cujas dietas são ricas em inibidores da beta oxidação de ácidos graxos.

• Úlceras no trato gastrointestinal:

As úlceras são mais comuns no duodeno e abomaso de vacas leiteiras, associadas à ingestão inadequada de ração, estresse, infecção microbiana e desnutrição. A sobrecarga de antiinflamatórios não esteroidais também pode causar úlceras, que são mais graves quando perfurantes.

• Diarreia:

Prevalente em bezerros jovens, a diarreia está associada a distúrbios do equilíbrio eletrolítico, desidratação e fraqueza. A doença é multifatorial, envolvendo fatores como alimentação, infecções bacterianas (Enterobacter sp., Mycobacterium paratuberculosis), infecções virais (rotavírus, adenovírus) e parasitas (Trichonema sp., Strongylus sp.).