Em ruminantes, a eficiência de utilização do nitrogênio (N; g de N em produto/g de N
consumido) é baixa quando comparada a outras espécies (e.g., suínos, aves). Por esta razão, há
uma excreção excessiva de compostos nitrogenados para o meio ambiente. No entanto,
entendendo os mecanismos envolvidos no controle do metabolismo de N, tais como a eficiência
de captura do N reciclado no rúmen e o metabolismo de aminoácidos (AA) pode melhorar a
eficiência de utilização de N. Objetivando o entendimento destes fatores, esta tese foi
desenvolvida a partir de três estudos. O objetivo do primeiro estudo foi avaliar os efeitos da
suplementação com proteína degradável (PDR) e não-degradável no rúmen (PNDR) sobre a
digestão de nutrientes, metabolismo de N, cinética de ureia, e degradação de proteína muscular
em novilhas Nelore (Bos indicus) consumindo feno de capim-Braquiária [5% de proteína bruta
(PB); 80% de fibra em detergente neutro (FDN); ambos em % da matéria seca (MS)]. Foram
utilizadas cinco novilhas Nelore canuladas no rúmen e abomaso (248±9 kg) distribuídas em
um quadrado latino 5 × 5. Os tratamentos foram: controle (sem suplemento); e suplementação
com PDR para atender 100% das exigências de PDR mais suplementação com PNDR visando
suprir 0%, 50%, 100% ou 150% das exigências de PNDR. O suplemento com PDR (caseína e
N não-proteico) foi fornecido duas vezes ao dia, enquanto a PNDR suplementar foi
continuamente infundida no abomaso. Infusão venosa de [15N15N]-ureia com a avaliação do
enriquecimento urinário foi realizada para mensurar a cinética de ureia. A relação entre 3-metilhistidina
e creatinina foi utilizada para estimar a degradação de proteína muscular. O consumo
de FDN (2,48 kg/dia) não foi afetado pela suplementação (P>0,37), mas elevou a digestão
ruminal de FDN (P<0,01). O consumo total e a retenção de N aumentaram (P<0,001) com a
suplementação e linearmente com os níveis de PNDR. A produção hepática de ureia (UER) e
a reciclagem de ureia para o trato gastrointestinal (GER) foram ampliados pela suplementação
(P<0,001). A suplementação com PNDR incrementou linearmente UER (P=0,02) e tendeu a
aumentar linearmente GER (P=0,07). A ureia reciclada utilizada para fins anabólicos tendeu
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(P=0,07) a ser ampliada pela suplementação e os níveis de PNDR também tenderam (P=0.08)
a aumentar linearmente a quantidade de ureia reciclada para o anabolismo. A fração de N
microbiano assimilado a partir da ureia reciclada (MNU) foi maior (P<0,001) para novilhas
controle (22%) do que para as novilhas suplementadas (10%). A relação urinária 3-metilhistidina:
creatinina foi cerca de duas vezes superior (P<0,001) em novilhas controle do que
suplementadas. Novilhas não-suplementadas reabsorveram uma fração maior de ureia a partir
dos túbulos renais do que as novilhas suplementadas (P<0,001). No geral, novilhas nãosuplementadas
apresentaram maior mobilização de AA a partir da proteína miofibrilar para
fornecer N para síntese de ureia e subsequente reciclagem. Suplementação com PNDR,
associada a suplementação com PDR, além de ampliar a retenção de N, também aumenta a
reciclagem de N-ureia e a síntese de proteína microbiana. No segundo capítulo, foram avaliadas
a cinética de ureia e assimilação microbiana de N-ureia reciclado em ruminantes utilizando
meta-análise. Valores de 107 médias de tratamentos foram compiladas a partir de 25 estudos
com ruminantes (bovinos de corte, vacas de leite e ovinos) publicados entre 2001 e 2016. O
conjunto de dados foi analisado de acordo com técnicas de meta-análise utilizando modelos
mistos lineares e não-lineares, considerando a variação aleatória entre experimentos. Houve
um aumento linear (P<0,05) entre UER e GER em função do consumo de N (g/BW0,75),
correspondendo a cerca de 71,5% e 35,2% do consumo de N, respectivamente. A UER foi
positivamente associada (P<0,05) com os níveis de PB na dieta e PB em relação à matéria
orgânica digerida (PB:MOD). A análise da máxima curvatura indicou que dietas com níveis de
PB acima de 17% promovem uma sobrecarga na síntese hepática de ureia, devido a um possível
excesso de N dietético, produção de amônia e detoxificação no fígado. A relação entre GER e
UER reduziu com o aumento do conteúdo de PB na dieta (P<0,05). A fração GER:UER tornase
relativamente constante quando são fornecidas dietas com níveis de PB acima de 19%. A
fração de UER excretada como N-ureico e a contribuição deste para excreção total de N
urinário foram positivamente associadas com o teor de PB na dieta (P<0,05), atingindo o platô
em níveis de PB próximo de 17%. Em relação à cinética de ureia, a fração de GER excretada
nas fezes e utilizada para o anabolismo foram reduzidas, enquanto a fração que retorna para o
ciclo da ornitina ampliou com níveis de PB (P<0,05). A fração de N microbiano assimilado a
partir da ureia reciclada foi reduzida (P<0,05) com níveis de PB e PB:MOD da dieta.
Considerando o intervalo de confiança da assíntota do modelo de predição de MNU em função
da PB:MOD, a eficiência de assimilação microbiana do N-ureia reciclado estabilizou (P>0,05)
a partir de 194 g PB/kg MOD. Os modelos obtidos neste estudo podem contribuir para o atual
conhecimento da utilização de N nos sistemas de predição de dietas para otimização da
reciclagem de ureia, reduzindo perdas de N que contribuem para a poluição do ar e da água. O
objetivo do estudo descrito no terceiro capítulo foi avaliar a eficiência de utilização de lisina
em novilhos em crescimento. Cinco novilhos holandeses fistulados no rúmen (165±8 kg) e
mantidos em gaiolas metabólicas foram utilizados segundo delineamento em quadrado latino
6 × 6. Todos os novilhos receberam dieta restrita (2,46 kg de MS/dia) fornecida duas vezes ao
dia, contendo baixo teor de PNDR (81% de casca de soja, 8% de palha de trigo, 6% de melaço
e 5% de vitaminas e minerais). Os tratamentos foram: 0, 3, 6, 9, 12 e 15 g/dia de L-lisina
infundida continuamente no abomaso. Uma mistura de todos os AA essenciais foram também
infundidos em conjunto para prevenir a limitação de outros AA, exceto lisina. Adicionalmente,
os novilhos receberam infusão contínua de 10 g/dia de ureia, 200 g/dia de ácido acético, 200
g/dia de ácido propiônico e 50 g/dia de ácido butírico no rúmen; e 300 g/dia de glicose no
abomaso. Estas infusões forneceram concentração de amônia no rúmen e energia suplementar
adequados sem promoverem alteração sobre a produção de proteína microbiana. Cada período
experimental foi constituído de seis dias, sendo dois dias de adaptação e quatro dias de coleta
total de fezes e urina para mensurar o balanço de N. Amostras de sangue foram coletadas no
sexto dia (10 horas após alimentação). A digestibilidade de MO da dieta não foi alterada
(P≥0,66) pelos tratamentos sendo, em média, 73,7%. A excreção urinária de N reduziu de 32,3
para 24,3 g/dia entre os níveis de 0 a 9 g/dia de suplementação com lisina, com nenhum
aumento verificado com níveis superiores a 9 g/dia (efeito linear e quadrático, P<0,01). Os
efeitos sobre a excreção urinária total de N foram principalmente devido a excreção de N-ureia.
O aumento da suplementação com lisina de 0 para 9 g/dia ampliou a retenção de N de 21,4
para 30,7 g/dia, com nenhum aumento verificado após este último nível de suplementação
(efeito linear e quadrático, P<0,01). Sobre a resposta linear verificada com a suplementação de
lisina variando de 0 a 9 g/dia a eficiência de utilização de lisina para deposição de proteína foi
de 40%. A concentração plasmática de N-ureia tendeu a reduzir linearmente (P=0,06) com a
suplementação de lisina, conforme observado para a redução na excreção urinária de N-ureia.
A concentração plasmática de lisina aumentou linearmente (P<0,001), mas as concentrações
de leucina, serina, valina e tirosina foram reduzidas linearmente (P<0,02) com os níveis de
lisina suplementar, provavelmente devido a maior utilização destes AA para deposição de
proteína. De acordo com este modelo, a suplementação com lisina promoveu aumento
significativo na retenção de N que foi maximizada com a suplementação de 9 g/dia de lisina,
apresentando 40% de eficiência de utilização.