Metabolismo de los Principios nutricionales Sistema metabólico nutricional Metabolismo de los Principios nutricionales Adalgiza Cano Villate

Principios Inmediatos Agregados moleculares Propiedades físicas y químicas comunes Funciones similares Carbohidratos Proteínas Lípidos Vitaminas Otros Agua Orgánica Composición Materia Seca Inorgánica Minerales

Agua / Humedad 1. Funciones 2. Fuentes Estructural, Disolvente, transporte Protección, Termorregulación 2. Fuentes Bebida Alimentos Secos < 20% Acuosos 70 a 95% Metabólica 10% de requerimientos 3. Factores que afectan el consumo Animal, alimentación, ambiente y calidad del agua

Minerales / Cenizas 1. Funciones 2. Clasificación 3 – 6% del peso vivo Estructural o plásticas (80% esqueleto) Catalíticas 1. Funciones 2. Clasificación Macroelementos: Ca, Mg. Na, K, P, Cl, S (g/dia) Microelementos: Fe, Cu, Zn, Co, Mo, Mn, Se, I, F, Bo, Si (mg/dia) 3. Factores que afectan la absorcion Solubilidad en agua pH intestinal Exceso de grasa

Vitaminas

Metabolismo Es el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y hacen posible la utilización de la materia y de la energía contenida en los alimentos, para el crecimiento, reparación y conservación de un organismo vivo. Fases: Catabolismo y Anabolismo Tipos: Fuente de C: Autótrofo (CO2) y Heterótrofo (glucosa, CH4, grasa) Fuente de energía: Fotosíntesis (luz) y Quimiosíntesis (reacciones químicas) Herramientas: Enzimas y ATP (Adenosin trifosfato) Bioquímico vs. Nutricionista

Metabolismo de los carbohidratos Respiración aeróbica: Glucólisis, Ciclo de Krebs y Cadena respiratoria Glucólisis (glucosa a Piruvato) Fermentación Respiración celular (Acetil CoA) Alcohólica Láctica Ciclo de Krebs Cadena respiratoria

Glicólisis

Ciclo de Krebs

Metabolismo de los lípidos Triglicéridos Lipogénesis Lipólisis Acidos grasos - oxidación Biosíntesis de Ácidos grasos Acetil CoA Colesterol Esteroides

Metabolismo energético Energía es la mayor parte de la dieta Más del 90% de la dieta de novillos en ceba Carbohidratos (almidón & celulosa) Grasas = 2 1/2 veces más energía de los carbohidratos Proteínas

Metabolismo Energético.

Eficiencia de ciertos nutrientes como fuentes de energía en forma de ATP Moles ATP/ mol nutr Mol ATP/ 100g nutr. Calor / mol ATP (kJ) Glucosa 38 21.2 74.3 Ac Propíonico 17 22.9 90.4 Ac Acético 10 16.7 87.5 Ac Butírico 26 38.5 84.4 Ac aspártico 16 12.2 98.0 Tripalmitina 409 50.7 78.1

Termodinámica en los procesos vitales El calor de combustión del alimento ingerido equivale al calor de combustión de las materias excretadas (heces, orina, gases), más el calor animal desprendido y el calor de combustión de los productos (aumento de peso, leche, huevos, etc) (Rubner, 1989; Atwater y Benedict, 1899; Armsby, 1902) Al considerar el sistema más el entorno igual al universo, el organismo vivo conserva su ordenación interna consumiendo energía libre de los alimentos de su entorno, al que devuelven una cantidad de energía igual pero en forma degradada, la mayor parte en forma de calor, que se disipa en el universo (Lehninger, 1988)

Energía de los nutrientes Energía es la capacidad de trabajo Unidades de energía: caloria (cal) y Julio (J) 1 cal = 4.184 J Tipos de reacciones Endergonicas: el sistema gana energía Exergónicas: el sistema pierde energía Almacenamiento de la energía ATP produce 52kJ/mol = 12.43Kcal/mol Fosfocreatina muscular Creatina + ATP Creatinina quinasa Fosfocreatina Tejido adiposo (grasa) y Hígado y músculos (glucógeno)

Energía Bruta (EB) Potencial energético = energía de enlace C6H12O6 + 6O2 6CO2 + H2O + 673 Kcal Calor de combustión = Potencial máximo de energía libre por oxidación completa. Corresponde a la EB determinada por calorimetría Grado de oxidación Tipo de enlace Contenido promedio de los alimentos = 18.5MJ/ Kg MS (4.42Mcal) Carbohidratos 4.3 Kcal /g Lípidos 9.3 Kcal /g Proteínas 5.6 Kcal /g

Energía metabolizable EM = ED – (EG + EO) Pérdidas a través de los gases (EG) Proceso de fermentación acética sobre CHO estructurales CO2 + 4H2 Bacterias metanogénicas CH4 + H2O Rumen y ciego En rumiantes es de 8% de la EB ingerida En no rumiante se considera igual a cero Disminución de la relación Acético/Propionico por medio de la dieta Pérdidas a través de orina (EO) Metabolismo de las materias nitrogenadas Productos de excreción: urea, alantoina, creatinina y ácido hipurico EO = (2.53Kcal X g urea/mol urea): 28g/mol urea = 5.43Kcal/g N (23KJ) Equivalentes de N excretados varían por especie, estado fisiológico y alimentación

Energía metabolizable Problemas de la EM Presencia de sustancias distintas a las alimenticias en heces y orina Influencia del nivel de alimentación sobre la ED/EB, EG/EB y EO/EB EMv cuando para determinar EF se considera la digestibilidad real EMn cuando los valores se corrigen considerando los cambios en el N urinario debidos al metabolismo proteico de los propios tejidos se dice que la EM se determina a balance cero de N E Absorbida (EA) energía corregida por las pérdidas debidas a la producción de calor durante los procesos digestivos Caracteres de aditividad y asociatividad Metabolicidad (q): índice sobre la calidad del alimento = EM/EB

Balance energético Métodos de medición de la energía Un balance en nutrición animal tiene por objeto comprobar se se satisfacen las necesidades del organismo para un nutriente determinado (Lloyd y col., 1982) Métodos de medición de la energía Contenido energético de las sustancias orgánicas Bomba calorimétrica Ecuaciones en función de la MS y MO EB (Kcal/g) = 4.4 x MS (g) (ARC, 1965) EB (Kcal/g) = 4.8 x MO (g) (Blaxter, 1973) Ecuaciones en función de cenizas y N Y (Kcal/g MO) = 4.531+ A + 1.735X  38 EB (Kcal/gMS) = 5.72MNT+9.5MG+4.79FB+4.17MELN+ B (Schieman y col, 1971