“APARATO DIGESTIVO DE RUMIANTES”

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1 “APARATO DIGESTIVO DE RUMIANTES”
UNIVERSIDAD JUAN A MAZA FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS Y AMBIENTALES FISIOLOGÍA VETERINARIA “APARATO DIGESTIVO DE RUMIANTES” Vet. Diego Grilli. Doctor en Ciencias Biológicas. Facultad de Ciencias Veterinarias y Ambientales. Universidad Juan A Maza.

2 Las rumiantes componen su dieta con una alta proporción de especies vegetales.

3 Especies vegetales constituyen la única fuente de nutrientes para el rumiante.

4 Los nutrientes están contenidos en la célula vegetal.

5 NUTRIENTES = CÉLULA VEGETAL
Almidón Hemicelulosa Proteína Energía Metabólica Celulosa Lignina

6 VACUOLAS CITOPLASMÁTICAS = CARBOHIDRATOS DE RESERVA = ALMIDÓN
Gránulos de Almidón

7 PARED CELULAR VEGETAL = FIBRA VEGETAL = CARBOHIDRATOS ESTRUCTURALES
Lignina Hemicelulosa Celulosa

8 (Principal componente de la pared celular vegetal)
CELULOSA Carbohidrato Estructural (Principal componente de la pared celular vegetal)

9 (Otro componente de la pared celular vegetal)
HEMICELULOSA Carbohidrato Estructural (Otro componente de la pared celular vegetal)

10 (Fenil propano no digerido por enzimas bacterianas)
LIGNINA No es un Carbohidrato Estructural (Fenil propano no digerido por enzimas bacterianas) Lignina Hemicelulosa Celulosa

11 CARBOHIDRATOS ESTRUCTURALES
EDAD FENOLÓGICA DE LA PLANTA Forraje joven Lignina Hemicelulosa Celulosa

12 CARBOHIDRATOS ESTRUCTURALES
EDAD FENOLÓGICA DE LA PLANTA Forraje viejo Lignina Hemicelulosa Celulosa

13 RUMIANTE = Gran Capacidad para degradar los carbohidratos estructurales presentes en la pared celular vegetal.

14 CARACTERÍSTICAS DEL TRACTO DIGESTIVO DEL RUMIANTE
DIVERTÍCULOS ESTOMACALES = COMPARTIMENTOS (Derivados embriológicamente de la porción aglandular del estómago)

15 COMPARTIMENTOS DIGESTIVOS

16 COMPARTIMENTOS DIGESTIVOS

17 COMPARTIMENTOS = 75 % CAVIDAD ABDOMINAL - 30% Peso Vivo del animal.
Esófago Intestino Retículo Rumen Omaso Abomaso COMPARTIMENTOS = 75 % CAVIDAD ABDOMINAL - 30% Peso Vivo del animal.

18 RETÍCULO Retículo Saco craneoventral del rumen.
Epitelio reticular en forma de celdas con numerosas papilas. Receptáculo para objetos pesados ingeridos. Conectado al omaso por el orificio retículo-omasal (partículas alimenticias hasta tener un diámetro de 1 a 2 mm). Compartimento de paso de alimento en el rumiante adulto.

19 RUMEN RUMEN = 15 - 20% del peso vivo Bovino: 120 – 220 lts
Oveja / Cabra: 8 – 12 lts

20 RUMEN El más grande de los preestómagos.
Saculado por pilares musculares. Numerosas papilas. Almacén y mezcla de alimento. Ambiente anaerobio para flora ruminal. Cuba de fermentación por excelencia.

21 RUMEN = 60 - 65% de la digestión de los nutrientes.
Actividad fermentativa RUMEN = % de la digestión de los nutrientes. digestión PROCESO FERMENTATIVO Rumen

22 Actividad fermentativa
Ecosistema microbiano ruminal Protozoos Bacterias Hongos

23 ECOSISTEMA MICROBIANO RUMEN
Bacterias: células/ml < 10 µm Protozoos: céls/ml 30 – 250 µm > 100 especies (10-25) 20-40 % masa microbiana Hongos: céls/ml 5 géneros, 15 especies < 8% masa microbiana

24 Cuántos? Son muchos..... Protozoarios a por mL de líquido ruminal 200 a 1100 mg/100 mL de líquido ruminal Bacterias a millones por mL de líquido ruminal 300 a 1600 mg/100 mL de líquido ruminal x100 x350 x3000 x5000

25 BACTERIAS DEL RUMEN 60% de la masa microbiana.
200 especies bacterianas

26 INTERACCIÓN ENTRE MICROORGANISMOS
Célula vegetal Hongos Lignolíticos

27 INTERACCIÓN ENTRE MICROORGANISMOS
Célula vegetal Bacterias

28 INTERACCIÓN ENTRE MICROORGANISMOS
Pared celular Hemicelulosa Grupo de Bacterias Hemicelulolíticas Grupo de Bacterias Celulolíticas Celulosa

29 INTERACCIÓN ENTRE MICROORGANISMOS
Gránulos de almidón Grupo de Bacterias Amilolíticas

30 SUPERPOSICIÓN DE SUSTRATOS
METABOLIZADOS Hemicelulosa Almidón Proteína Celulosa

31 METABOLISMO MICROBIANO

32 METABOLISMO MICROBIANO

33 FERMENTACION ANAEROBIA DE CARBOHIDRATOS
Ácidos Grasos Volátiles (AGV) ACETATO BUTIRATO PROPIONATO Energía (ATP)

34 FERMENTACION ANAEROBIA DE CARBOHIDRATOS

35 CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LAS BACTERIAS RUMINALES
AGV principales ACETATO y METANO LIGNINA HEMICELULOSA

36 CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LAS BACTERIAS RUMINALES
AGV principal ACETATO y BUTIRATO CELULOSA PROTEÍNAS

37 CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LAS BACTERIAS RUMINALES
AGV principal PROPIONATO ALMIDÓN AZUCARES LIPIDOS

38 CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LAS BACTERIAS RUMINALES
AGV principal LACTATO LACTOSA AZUCARES LIPIDOS

39 CANTIDAD y DIVERSIDAD MICROBIANA DEL RUMEN DEPENDE DE LA COMPOSICION NUTRICIONAL DE LA DIETA.
El tipo de Ácidos Grasos Volátiles producido depende de la población bacteriana predominante en el rumen.

40 NUTRICIÓN DEL RUMIANTE
Cubren 60-80% de los requerimientos energéticos Ácidos Grasos Volátiles (AGV)

41 ABSORCIÓN RUMINAL de AGV
Orden: butirato, propionato, acetato Absorción: 76% rumen – retículo RUMEN EPITELIO PLANO ESTRATIFICADO QUERATINIZADO LAMINA PROPIA LAMINA MUSCULAR VASOS SANGUÍNEOS SUBMUCOSA MUSCULAR SEROSA

42 ABSORCIÓN RUMINAL de AGV
1 AGV AGV HCO3_ AGV_ AGV_ 3 pH H+ H+ Na+ Na+ 2 AGVH AGVH LUZ del RUMEN CÉLULA CAPILARES 1 Absorción de Ácidos Grasos Volátiles No Disociados por difusión simple (liposolubles) 2 Absorción de Ácidos Grasos Volátiles Disociados independiente de HCO3-. 3 Absorción de Ácidos Grasos Volátiles Disociados dependiente de HCO3-.

43 (Crecimiento microbiano) METABOLISMO de LIPIDOS
METABOLISMO de AGV DIETA RUMEN INTESTINOS HECES HEMICELULOSA CELULOSA - ALMIDÓN FORRAJES FIBRA NO DIGERIDA ALMIDÓN GRANOS ALMIDÓN NO DIGERIDO GLUCOSA GASES (CO2 y METANO) GLUCOSA ENERGÍA (Crecimiento microbiano) AMILASA PANCRÉTICA BUTIRATO AGV PARED RUMINAL LACTATO ACETATO PROPIONATO CETONAS SANGRE PORTAL (HÍGADO) BUTIRATO CETONAS ACETATO PROPIONATO HÍGADO ACIDOS GRASOS LACTATO METABOLISMO de LIPIDOS GLUCOSA CETONAS GLUCOSA SANGRE (CIRCULACIÓN GENERAL) ACETATO GLUCOSA CETONAS GLUCOSA CETONAS GLUCOSA ACETATO CETONAS ACETATO ENERGÍA ENERGÍA GLUCOSA ACETATO CETONAS GLUCOSA CETONAS ENERGÍA GLICEROL ACETATO GLICEROL ACETATO ACIDOS GRASOS CC TGS PROTEÍNA LACTOSA MÚSCULOS (carne) TEJIDO ADIPOSO GLANDULA MAMARIA

44 AGV Rumen MOTILIDAD RUMINAL FUNCIONES Contacto alimento - microbiota.
1- Mezcla del contenido ruminal Contacto alimento - microbiota. Absorción de AGV. Fragmentación del alimento. AGV 2- Propulsión  retículo  omaso 3- Expulsión de gases  eructo Retículo Rumen 4- Regurgitación  Rumia. Omaso

45 CONTRACCIONES PRIMARIAS
MOTILIDAD RUMINAL CONTRACCIONES PRIMARIAS Retículo (Contracción Bifásica Reticular). Saco dorsal. Saco ciego dorsal. Saco ventral. Saco ciego ventral.

46 MOTILIDAD RUMINAL CONTRACCIONES SECUNDARIAS SACOS CIEGOS. ERUCTO.

47 MOTILIDAD RUMINAL CICLO RUMINAL Se repite 1 a 3 veces por minuto.
Mayor frecuencia durante la alimentación. Las contracciones están controladas por el sistema nervioso central a través del nervio vago. Condiciones internas del rumen pueden afectar significativamente la motilidad.

48 ESTRATIFICACIÓN DEL CONTENIDO RUMINAL
Estrato Sólido Estrato Fangoso

49 POST-GANGLIONAR (Ach y NA)
MOTILIDAD RUMINAL INERVACIÓN MUSC. LONGITUDINAL MUSC. CIRCULAR MUSC. de la MUCOSA POST-GANGLIONAR (Ach y NA) MUCOSA MÉDULA ESPINAL PRE-GANGLIONAR (Ach) GANGLIO SIMPÁTICO Plexo Mientérico Plexo Submucoso

50 POST-GANGLIONAR (Ach y NA) Neuronas Post-ganglionar (Ach y NA)
MOTILIDAD RUMINAL INERVACIÓN 1. Hormonas digestivas: Gastrina, Secretina, CCK. 2. Péptidos paracrinos: Somatostatina (inhibe tubo digestivo). 3. Neuropéptidos: VIP (péptido intestinal vasoactivo). MUSC. LONGITUDINAL MUSC. CIRCULAR MUSC. de la MUCOSA POST-GANGLIONAR (Ach y NA) MUCOSA MÉDULA ESPINAL PRE-GANGLIONAR (Ach) GANGLIO SIMPÁTICO Plexo Mientérico Plexo Submucoso N. VAGO N. VAGO Pre-ganglionar (Ach) MÉDULA ESPINAL N. PELVICO N. ESPLÁCNICO (Ach) CORDÓN ESPINAL Neuronas Post-ganglionar (Ach y NA)

51 MOTILIDAD RUMINAL RECEPTORES R. ESTIRAMIENTO
Terminaciones nerviosas que informan el tamaño y distención del rumen. Distención exagerada del rumen (Timpanismo)  Atonía ruminal.

52 MOTILIDAD RUMINAL RECEPTORES R. TENSION
Terminaciones nerviosas (pilares) que informan la consistencia del contenido ruminal. Consumo de Material fibroso  E. Sólido  (+) receptores  (+) motilidad Consumo de Granos o Forraje tierno  E. Fangoso  (-) receptores  (+) motilidad

53 MOTILIDAD RUMINAL RECEPTORES R. de pH
GRANOS Crecimiento bacteriano pH 6,5 Fermentación de carbohidratos Proliferación de bacterias R. de pH captan el descenso del pH  aumentan la motilidad  favorecen la absorción de AGV. Degradación óptima de la fibra Ácido Láctico AGV pH 6,0 Bacterias Utilizadoras del Lactato Acidosis Subaguda Proliferación de Streptococus bovis Ácido Láctico pH 5,0 Bacterias Utilizadoras del Lactato Acidosis Aguda DESCENSO DE PH INHIBE EL CRECIMIENTO DE BACTERIAS CELULOLÍTICAS. Atonía ruminal. Aumento absorción Proliferación de Lactobacillus sp. Acidosis metabólica

54 REGULACIÓN del pH pH depende de … 1- PRODUCCIÓN de AGV
2- ABSORCIÓN de AGV AGV AGV Al descender el pH (> H+) aumenta la absorción de AGV. HCO3- AGV HCO3- H+ 3- SALIVA H+ H+ H+ HCO3- HCO3- HCO3- AGV H+ HCO3-, FOSFATOS y UREA AGV HCO3- AGV pH salival = 8.1 a 8.3 Producción de saliva diaria = 100 L.

55 ERUCTACIÓN Reflejo vago – vagal que permite la eliminación de gases (CO2 y CH4). Esto logra disminuir la presión gaseosa intraruminal. Acumulación de gases  meteorismo ruminal  compresión del diafragma † CO2 CH4

56 RUMIA Reflejo vago – vagal que permite la regurgitación del material fibroso sólido (estrato sólido)  re-masticación  re-ensalivación  nueva deglución. Esto logra disminuir el tamaño de partícula del alimento y aumentar la superficie para la fermentación microbiana. La rumia ocurre principalmente cuando el animal descansa y no come.

57 OMASO = 25 % Capacidad gástrica total.
FLUJO DEL ALIMENTO Esófago Retículo Rumen Omaso OMASO = 25 % Capacidad gástrica total. 20 % Absorción de AGV.

58 Absorbe agua y electrolitos de los alimentos.
OMASO Recibe partículas de alimento masticadas y digeridas por microorganismos. Esférico. Anchos pliegues longitudinales u hojas en su interior, con pequeñas papilas (Librillo). Absorbe agua y electrolitos de los alimentos. Retiene partículas de materia entre sus hojas.

59 Contracciones omasales:
OMASO Contracciones omasales: Bovinos  se contrae en forma independiente del resto. Caprinos y Ovinos  se contrae 30 segundos después de la contracción bifásica reticular.

60 ABOMASO = ESTÓMAGO GLANDULAR
COMPARTIMENTOS Esófago Retículo Rumen Omaso Abomaso ABOMASO = ESTÓMAGO GLANDULAR

61 ABOMASO - CUAJAR Recibe partículas de alimento en forma continua. Relajación receptiva: sólo ondas peristáltiscas hacia el duodeno. Pliegues longitudinales. Funciones digestivas de proteínas y agua.

62 ABOMASO CRIPTA GÁSTRICA HCO3- Célula Parietales (HCl) H+
El bajo pH de la luz gástrica convierte el pepsinógeno en pepsina Células Mucosas de la Superficie HCO3- Célula Parietales (HCl) H+ Células Parietales Células Mucosas del Cuello Célula Principales (PEPSINÓGENO) Cél. Enterocromafines (Histamina) Células D (Somatostatina) Células Principales (Pepsinógeno) Cél. Enterocromafines (ANP)

63 SECRECIONES GÁSTRICAS
Actividad de la Pepsina  Degradación de proteínas PÉPTIDOS

64 METABOLISMO DE PROTEINAS

65 CICLO HEPATO-RUMINAL DE LA UREA
DIETA RUMEN ABOMASO E INTESTINO HECES FORRAJES PROTEÍNA NITRÓGENO ALIMENTICIO O BACTERIANO NO DIGERIDO. “NITROGENO METABOLICO FECAL” PROTEÍNA GRANOS AMINOÁCIDOS NITRÓGENO NO PROTEICO AMINOÁCIDOS GLANDULA SALIVAL ENERGÍA PARED INTESTINAL PROTEÍNA BACTERIANA AMINOÁCIDOS AMONIO UREA PARED RUMINAL PROTEÍNA BY PASS SANGRE PORTAL UREA AMINOÁCIDOS CICLO HEPATO-RUMINAL DE LA UREA HÍGADO AMONIO GLUCOSA UREA UREA AMINOÁCIDOS SANGRE (CIRCULACIÓN GENERAL) UREA UREA AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS UREA ENERGÍA AMINOÁCIDOS UREA de la LECHE PROTEÍNA MUSCULAR ENERGÍA ORINA PROTEÍNA de la LECHE MÚSCULOS (carne) RIÑON GLANDULA MAMARIA

66 METABOLISMO DE LIPIDOS

67 BIOHIDROGENACIÓN BACTERIANA
DIETA RUMEN INTESTINO HECES TRIGLICÉRIDOS Fosfolípidos bacterianos Fosfolípidos bacterianos Fosfolípidos bacterianos No Digeridos GRANOS FOSFOLÍPIDOS FORRAJES GLUCOLÍPIDOS Ácidos Grasos Libres Saturados Ácidos Grasos Libres Saturados GLÚCIDOS PARED INTESTINAL Lipoproteínas ricas en Triglicéridos (LPTG) Ácidos Grasos Libres Insaturados AGV VASOS LINFÁTICOS LPTG BIOHIDROGENACIÓN BACTERIANA HÍGADO ENERGÍA ENERGÍA GLUCOSA Triglicéridos de Almacenamiento Hepático CETONAS LPTG GLICEROL NEFA LPTG SANGRE (CIRCULACIÓN GENERAL) Ácidos Grasos No Esterificados NEFA LPTG Ácidos Grasos GLICEROL LPTG GLICEROL GLUCOSA Ácidos Grasos GLUCOSA GLICEROL ENERGÍA Ácidos Grasos ENERGÍA MOVILIZACIÓN de GRASA GLICEROL GLICEROL TRIGLICÉRIDOS GRASA de la LECHE (AGCL) TEJIDO ADIPOSO GLANDULA MAMARIA

68 TERNEROS = RUMEN AFUNCIONAL

69 DESARROLLO DE LOS COMPARTIMENTOS GÁSTRICOS
NACIMIENTO  3 semanas Alimentación  leche. Bajos niveles de AGV. Glucosa  Intestino delgado. Escaso desarrollo microbiano ruminal. PERÍODO MONOGÁSTRICO GOTERA ESOFÁGICA

70 DESARROLLO DE LOS COMPARTIMENTOS GÁSTRICOS

71 DESARROLLO DE LOS COMPARTIMENTOS GÁSTRICOS

72 DESARROLLO DE LOS COMPARTIMENTOS GÁSTRICOS

73 DESARROLLO DE LOS COMPARTIMENTOS GÁSTRICOS
3 semanas  8 semanas. Ingiere alimento sólido. Aumentan los niveles de AGV. Disminuye la Glucosa. Comienza desarrollo microbiano PERÍODO DE TRANSICIÓN

74 DESARROLLO DE LOS COMPARTIMENTOS GÁSTRICOS
8 semanas  adulto. Los AGV estimulan desarrollo papilas ruminales. Glucosa obtenida por metabolismo del propionato (hígado) Desarrollo microbiano completo. PERÍODO “RUMIANTE ADULTO”