Perché i ruminanti sono in grado di digerire la cellulosa?

I ruminanti, tra cui mucche, pecore, capre e cervi, sono erbivori che possiedono un sistema digestivo specializzato, comunemente noto come sistema di fermentazione dell'intestino anteriore, che consente loro di elaborare in modo efficiente la cellulosa, un carboidrato complesso di cui sono in gran parte costituite le pareti cellulari delle piante di.

Il sistema di fermentazione dell'intestino è costituito da quattro compartimenti principali:

1. Rumine: Il rumine è un grande tino di fermentazione che funge da snodo centrale del processo digestivo. Ospita una popolazione diversificata di miliardi di microrganismi, inclusi batteri, protozoi e funghi, che collettivamente formano il microbioma ruminale.

2. Reticolo: Collegato al rumine, il reticolo è una struttura a nido d'ape che funziona come una "stazione di smistamento" del cibo ingerito.

3. Omasum: L'omaso, noto anche come "libro fogliare", assorbe ulteriormente acqua e sostanze nutritive dal digesto.

4. Abomaso: L'abomaso è il "vero stomaco" del ruminante, dove vengono rilasciate le secrezioni gastriche e gli enzimi per scomporre le proteine ​​e preparare il digesto per l'ulteriore digestione e assorbimento nell'intestino tenue.

Il processo di digestione della cellulosa nel sistema digestivo dei ruminanti prevede le seguenti fasi:

1. Ingestione e rigurgito: I ruminanti iniziano consumando grandi quantità di materiale vegetale, che ingoiano senza masticare accuratamente. Questo cibo parzialmente masticato, chiamato cud, viene immagazzinato temporaneamente nel rumine.

2. Fermentazione nel rumine: Il bolo viene rigurgitato e mescolato con la saliva prima di essere restituito al rumine per la fermentazione. I microbi del rumine utilizzano enzimi, come la cellulasi, per scomporre la cellulosa in zuccheri più semplici, come glucosio e acidi grassi volatili.

3. Sintesi proteica microbica: I microrganismi del rumine utilizzano i prodotti di degradazione della cellulosa, insieme ad altri nutrienti presenti nella dieta, per sintetizzare le proteine ​​microbiche. Queste proteine ​​diventano una preziosa fonte di aminoacidi che contribuiscono ai bisogni nutrizionali dei ruminanti.

4. Assorbimento e digestione: Il digesto, che è una miscela complessa di cellule microbiche, materiale vegetale parzialmente fermentato e altri nutrienti, passa attraverso il reticolo, l'omaso e infine nell'abomaso. Nell'abomaso, le secrezioni gastriche e gli enzimi scompongono le cellule microbiche, le fibre vegetali e altri componenti digeribili. I nutrienti vengono poi assorbiti nell'intestino tenue e il materiale rimanente indigeribile viene eliminato come rifiuto.

Il processo di fermentazione nel rumine non solo consente ai ruminanti di digerire in modo efficiente la cellulosa, ma contribuisce anche alla produzione di acidi grassi volatili, che costituiscono un'importante fonte di energia per i ruminanti. La relazione simbiotica tra i ruminanti e i microbi del rumine è cruciale per accedere al valore nutrizionale della dieta fibrosa a base vegetale, consentendo a questi erbivori di prosperare in ambienti in cui il cibo ricco di cellulosa è abbondante.