Digestión en rumiantes

Rumiantes herbívorosherbívoros

Las plantas tienen carbohidratos fibrososcarbohidratos fibrosos

Los animales no poseen enzimasno poseen enzimas que puedan digerirlos pero poseen microorganismos que, al fermentar el alimento, permiten al rumiante lo siguiente:

» Digestión de polisacáridos complejos.

» Aprovechar NNP, para convertir en proteína microbiana.

» Síntesis de vitaminas hidrosolubles.

El rumianterumiante aprovecha :

los productos finales de la fermentaciónproductos finales de la fermentación, AGV y los nutrientes contenidos en los cuerpos cuerpos celularescelulares de los microorganismos.

Saliva Vacas adultas 100-150 litros/día

Ovinos 8.5-12.5 litros/día

Funciones importantes :

§ Mantener un pH constante (agua, fosfatos y bicarbonatos, Na, K, etc) (Soluc.de simil. [AG] pH=2.78-3.05).

§ Lubricación, amb. acuoso, aporte de Pato y TºC.

§ Fuente NNP (Urea sintetizada en el hígado)

§ Excretora (Hg, K, I)

Mucosa RUMEN : Con numerosas y pequeñas papilas

.

RETÍCULO   Pliegues del epitelio c/ celdas

poligonales, y una gran cantidad de pequeñas papilas en su superficie.

OMASO   Papilas longitudinales y anchas (hojas, que atrapan las partículas pequeñas de la ingesta).

Función General

Rumen y RetículoRumen y Retículo

Conforman una cámara, que mantiene un ambiente favorable para la fermentación anaerobia.

» Volumen (retención).

» Potencial de óxido-reducción .

» La temperatura

» pH

» Remoción de los desechos

» Remoción de microorganismos

» Remoción de los ácidos grasos volátiles (AGV), producidos durante la fermentación.

Estratificación:

Debido a la fermentación ruminal, se producen y eliminan diferentes gases.

Bovino adulto 30-50 litros/hora

Borrego 5 litros/hora

Los principales son:» Bióxido de carbono (70%). » Metano (30-40%).

» Nitrógeno (7%). » Oxígeno (0.6%).

» Hidrógeno (0.6%). » Ácido sulfhídrico (0.01%).

Comparación del rumen con cámara de fermentación

RUMEN150 L CAPASIDAD, CON DOS ORIFICIOS.

SISTEMA ARTERIOVENOSO.

REGULACIÓN DEL PH

CONTRACCIONES DEL RUMEN.

ERUCTO.

ESTRATIFICACIÓN DEL PRODUCTO

PROTEJIDA POR MÚSCULOS

CÁMARATAPA DESMONTABLE.DISTRIBUCIÓN DEL CALOR POR RESISTENCIA ELÉCTRICA.PEACHÍMETROHÉLICES O PALETAS MEZCLADORASVÁLVULA REGULADORA.MEMBRANA SEMIPERMEABLE PROTEGIDA POR MADERA

BacteriasBacterias = 1/2 de la biomasa en el rumen normal (10.000 a 50.000 millones/ml). Por lo menos 28 especies son funcionalmente importantes.

HongosHongos = h. el 8% de la biomasa intra-ruminal. Se ubican en la ingesta de lento movimiento evitando su rápido lavado. Digieren de forrajes de baja calidad.

Protozoos =Protozoos = 20 – 40 % de la biomasa, contribución menor por su gran retención y menor actividad metabólica.

Las bacteriasbacterias del rumen se caracterizan según:

•Su morfología,

•Los productos de fermentación,

•Los sustratos que utilizanLos sustratos que utilizan,

•La relación molar (G+C) % de su DNA, y

•Por su movilidad.

Hongos (más del 8% de la biomasa)8% de la biomasa)

Fermentan polisacáridosFermentan polisacáridos (celulosa).

Colonizan regiones dañadasColonizan regiones dañadas de las fibras (a

2 horas de la ingestión), en respuesta a

materiales solubles.

Los hongos producen AGV, gases y trazas AGV, gases y trazas

de etanol y lactatode etanol y lactato.

Protozoos Protozoos (1 millón por ml)

Biomasa similar a las bacterias, pero pueden sobrepasarla más de 3 veces según la dieta, o inclusive desaparecer.

y y

AMIAMI

Almidón NativoAlmidón Soluble Amilo dextrinaEritro dextrinaAcro dextrina

Maltosa

MaltasaMaltasa

2 Glc2 Glc

Glc-6PGlc-6P

HexoquinasaHexoquinasa2 ATP

2 ADP

CelobiasaCelobiasa

Celulosa NativaCelulosa Soluble Celo dex. PMCelo dextrina PM ½Celo dextrina PM↓

CelulasasCelulasas

C1 y CxC1 y Cx

CelobiasaCelobiasaFosforilasaFosforilasa

Celobiosa

1 Glc1 Glc1 Glc-1P1 Glc-1P

Celobiosa

2 Glc2 Glc2 ATP

2 ADPPiruvatoPiruvato

PiPi

Síntesis de AGV y restauración del NAD

DIGESTIÓN DE PROTEÍNAS

Fuentes de proteína

No-rumiantes : AA pre-formados en su dieta. La urea siempre se pierde en la orina.

Rumiantes : c/distintas fuentes de nitrógenodistintas fuentes de nitrógeno sintetizan AA y forman proteína.

mecanismo para ahorrar nitrógenomecanismo para ahorrar nitrógeno Cuando el nitrógeno en la dieta es bajo, la ureaurea, catabolito proteico del cuerpo, puede ser reciclado al rumen en grandes cantidades.

Endo-Endo-pepti-pepti-dasasdasas

Proteínas DietariasMucoproteínas Saliva

Péptidos cadena cta.

PéptidosPéptidos

AAAA

PeptidasasPeptidasas

NNP (Urea NH3, Biuret, Nitratos, Nitritos, N2)

Proteínas Proteínas MicrobianasMicrobianas

NH3NH3

PiruvatoPiruvato

NH3NH3

Proteínas pasantesProteínas pasantes IDID

Esqueletos CAGVGlc

AAAAPoolPoolexternexternoo

AA AA Pool internoPool interno

1.Proteínas Microbianas (estruct. y enzimáticas)

2.Desaminación Oxidativa (-cetoác.)3.Desamin. NO Oxidativa (-cetoác.)4.Desam. Reduc. (AG saturado) y desat. (AG insat.)

5.Desam. Hidrolítica (Ac.-alcohol)6.Descarboxilación7.Síntesis De Novo8.Eliminación de AA por exceso de

producción9.Captación de NH310.Transaminaciones

NH3

CO2

AAAA

NH3

dieta c/ Forrajes Forrajes granos o concentradosgranos o concentrados

>> galactoglicéridosgalactoglicéridos > > triacilglicéridostriacilglicéridos

HIDRÓLISIS DE LÍPIDOS

Más del 95%Más del 95% de los lípidos dietarios son hidrolizados rápidamente por lipasas hidrolizados rápidamente por lipasas microbianas.microbianas.

Más del 70% de los A.G son liberados antes de la primer hora post-ingestión y se produce según el siguiente esquema:

lipasas T.A.G -------------------- 3 A.G +

glicerol D.A.G --------M.A.G

FosfolipasasFosfolípidos------------------2 A.G +

glicerol + base aminada y ac.

Fosfórico. GalactosidasasGalactoglicéridos------------2 A.G +

glicerol + galactosa ( 1ó2)

lipasas

El glicerol es transformado por las bacterias en Ac. Propiónico.

La galactosa en Acetato y Butirato.

Las Bases Aminadas en NH3 y A.G.V.

La mayoría de los ácidos grasos presentes en la dieta de los rumiantes son insaturados; el medio ambiente reductor del rumen produce la hidrogenación de una gran cantidad de ellos, previamente hidrolizados .

Las ventajas que presenta la hidrogenación de ácidos grasos son:

» Aumenta el crecimiento bacteriano (crecimiento bacteriano (los AG insat. provocan cambios en la permeabilidad de las membranas microbianas inhibiendo su desarrollo).

» Se reduce la producción de metanoreduce la producción de metano al haber menor cantidad de hidrógeno.

» Aumenta la energía disponibleAumenta la energía disponible, ya que los ácidos grasos saturados liberan más energía al oxidarse que los ácidos grasos insaturados.

RESUMEN

Los microorganismos fermentan Glu para obtener la energía para crecer y prod. AGV como productos finales de fermentación.

Los AGV cruzan las paredes del rumen y sirven como fuentes de energía para el rumiante.

Mientras que crecen los microorganismos del rumen, producen aminoácidos, fundamentales para proteínas.

Rumen: ambiente apropiado, suministro generoso de alimentos crecimiento y reproducción de los microorganismos.

Ausencia de oxígeno favorece el crecimiento de bacteria que pueden digerir las paredes de las células de plantas (celulosa) para producir azucares sencillos (glucosa).

Las bacterias pueden utilizar NH3 o urea como fuentes de N. Sin la conversión bacteriana, el amoníaco y la urea serían inútiles para los rumiantes.

Sin embargo, las proteínas bacterianas producidas en el rumen son digeridas en el intestino delgado y constituyen la fuente principal de aminoácidos para el animal.