Megasphaera elsdenii e Saccharomyces Cerevisiae como micróbios alimentados diretamente durante um desafio de acidose ruminal aguda in vitro

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 7978 (2022) Citar este artigo

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Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de Saccharomyces cerevisiae e Megasphaera elsdenii como microbianos alimentados diretamente (DFM) em dietas de terminação de bovinos de corte para aliviar a acidose láctica ruminal aguda in vitro. Foi utilizado um sistema de cultura contínua de duplo fluxo. Os tratamentos foram um controle, sem DFM; YM1, S. cerevisiae e M. elsdenii cepa 1; YM2, S. cerevisiae e M. elsdenii cepa 2; e YMM, S. cerevisiae e metade das doses de M. elsdenii cepa 1 e cepa 2. Cada dose de DFM tinha uma concentração de 1 × 108 UFC/mL. Quatro períodos experimentais duraram 11 dias cada. Para os dias não acidóticos (dia 1-8), a dieta continha uma proporção de 50:50 de forragem para concentrado. Para os dias de desafio (dia 9-11), a dieta continha uma proporção de 10:90 de forragem para concentrado. A acidose ruminal aguda foi estabelecida com sucesso. Não foram observadas diferenças no pH, d-, l- ou lactato total entre os tratamentos. O ácido propiônico aumentou nos tratamentos contendo DFM. Para o metabolismo de N, o tratamento com YMM diminuiu a degradação de proteínas e a síntese de proteínas microbianas. Nenhum efeito do tratamento foi observado na concentração de NH3–N; no entanto, a eficiência de utilização de N pelas bactérias ruminais foi superior a 80% durante o período de desafio e a concentração de NH3–N foi reduzida para aproximadamente 2 mg/dL à medida que o desafio progredia.

A acidose ruminal aguda é um dos principais distúrbios digestivos em ruminantes e continua sendo um dos maiores desafios enfrentados pela pecuária de corte1,2,3. O aumento abrupto no consumo de carboidratos rapidamente fermentáveis, juntamente com a diminuição no consumo de carboidratos fibrosos (por exemplo, na entrada no confinamento e no comportamento de triagem) causa um desequilíbrio na fermentação ruminal1,4. No rúmen, os carboidratos rapidamente fermentáveis ​​são convertidos em ácidos graxos voláteis (AGV) e ácido lático. O metabolismo, a absorção e o escoamento desses ácidos podem não ser maiores que sua produção3. Assim, o acúmulo de ácidos, principalmente o ácido lático, pode reduzir o pH ruminal abaixo de 5,2, o que pode prejudicar a fermentação ruminal2.

O ácido lático é um ácido mais forte em comparação com outros AGV encontrados no rúmen (pKa de 3,9 vs. 4,9, respectivamente) e as bactérias ruminais que metabolizam o ácido lático (por exemplo, Megasphaera elsdenii) não crescem tão rápido quanto aquelas que produzem ácido lático (por exemplo , Streptococcus bovis; Nocek, 1997; Russell e Rychlik, 2001). Assim, uma opção para superar a acidose ruminal aguda é diminuir o ácido lático não dissociado no rúmen, suplementando aditivos microbianos que podem metabolizar o ácido lático. Saccharomyces cerevisiae tem sido um importante microbiano de alimentação direta (DFM) estudado para diminuir o acúmulo indissociado de ácido lático no rúmen5. Em uma meta-análise de estudos usando S. cerevisiae como DFM para modular a fermentação ruminal, Desnoyers et al. diferentes espécies de ruminantes. Como S. cerevisiae promove um ambiente mais reduzido no rúmen através da eliminação de oxigênio, a acidose ruminal aguda pode ser aliviada com a suplementação de S. cerevisiae devido à proliferação de bactérias fibrolíticas e fermentação de fibras no rúmen5. Embora S. cerevisiae contribua para a metabolização do ácido lático, a concentração de ácido lático não dissociado durante a acidose ruminal aguda pode exigir mais de um DFM para melhorar efetivamente o ambiente ruminal.

Possíveis combinações podem envolver o uso de ácido lático utilizando bactérias já encontradas no rúmen, como M. elsdenii7, Selenomonas ruminantium8 e Propionibacterium freudenreichii9. Especificamente, M. elsdenii é a mais promissora, uma vez que esta bactéria já é a principal bactéria produtora de ácido lático no rúmen, sendo responsável por até 80% de toda a fermentação de ácido lático em ácido propiônico em condições normais10. Foi relatado que Megasphaera elsdenii fermenta o ácido lático até que este se esgote, já que o ácido lático é fermentado aproximadamente 6 vezes mais rápido que a glicose por M. elsdenii11,12; assim, tornando esta bactéria um forte candidato a DFM para ser usado durante a acidose ruminal aguda. Apesar de algumas cepas de M. elsdenii serem patenteadas como DFM para prevenir a acidose13,14, poucas outras cepas melhoraram com sucesso as condições de acidose ruminal aguda15,16.