Bioquímica de la Digestión en Monogástricos, Aves y Rumiantes

Definiciones DIGESTIÓN: Comprende procesos físicos y químicos mediante los cuales los alimentos se degradan a partículas pequeñas y son solubilizadas para ser absorbidas. ABSORCIÓN: Diferentes mecanismos que toma cada nutriente para llegar al torrente sanguíneo.

Clasificación de los Animales Domésticos Según su Alimentación Carnívoros: alimentos de origen animal Perros, gatos, leones y aves de rapiña. Herbívoros: alimentos de origen vegetal Monogástricos: caballos, conejos, cobayos. Poligástricos (rumiantes): bovinos, ovinos y caprinos. Aves. Omnívoro: alimentos vegetales y animal Monogástricos: cerdo, rata, hombre.

Breve Comparación Anatómica

Procesos Digestivos: Boca Funciones: Masticación y Deglución Saliva: lubricante (mucina), defensa, protectora. Enzimas: Amilasa: Primates Lipasa Lingual: Cerdos y primates lactantes

Procesos Digestivos: Estómago Funciones: Degradación de Proteínas y Lípidos. Ácido Clorhídrico (HCl): Desnaturaliza las Proteínas. Enzimas: Pepsina: (Segregada cómo preenzima: Pepsinógeno) Endopeptidasa, ataca las uniones peptídicas alejadas de los extremos. Lipasa Gástrica: (importante solo en lactantes). Son tributirasas.

Procesos Digestivos: Intestino Delgado Formado por tres porciones: Duodeno Yeyuno Íleon Jugo intestinal. Funciones : Digestión química final de los alimentos. Absorción de éstos.

Procesos Digestivos: Intestino Delgado Jugo Pancreático: Secreción alcalina c/20 enzimas, zimógenos y componentes inorgánicos. agua - iones inorgánicos (Na, K, Cl, Ca, Zn, y HCO3-) Enzimas Pancreáticas Funciones: Sobre Proteínas (Como proteasas inactivas, zimógenos) Sobre Glúcidos (amilasa) Sobre Lípidos (lipasa)

Enzimas Pancreáticas Sobre Proteínas: Tripsina: liberada como tripsinogeno, cataliza uniones peptídicas de aa básicos (lisina y arginina) Quimotripsina: liberada como quimotripsinogeno, cataliza uniones de aa aromáticos o sin carga (fenilalanina, tirosina) Elastasa: hidroliza fibras elásticas de tej. conjuntivo, (aa glicina, alanina, serina) Carboxipeptidasas: exoenzimas, ataca uniones cercanas al C-terminal ( A y B)

Enzimas Pancreáticas Sobre Glúcidos: Amilasa: almidón y glucógeno, hidroliza uniones glucosídicas α 1-4 (endoamilasa) Amilosa: maltosa, maltotriosas y glucosas. Amilopectina: maltosa, glucosas, maltotriosas y dextrinas limites (oligosacárido de uniones α 1-6)

Enzimas Pancreáticas Sobre Lípidos: Lipasa: hidrólisis de uniones esteres en C 1 y 3: AGL y 2-monoacilglicerol. (junto con la colipasa) Isomerasa: 2-monoacilglicerol a 1- monoacilglicerol Colesterolesterasa: esteres de colesterol con AG, actúa sobre Vit. A, D y E. Sobre Ácidos nucleicos: Desoxirribonucleasas (DNasa) Ribonucleasas (RNasa)

Enzimas de la Mucosa Intestinal Sobre Proteínas: Endopeptidasas: Enteropeptidasa-sobre tripsinógeno Exopeptidasas Aminopeptidasas: uniones del extremo N-terminal Dipeptidasas: dipéptidos. Sobre Glúcidos: Disacaridasas: degradación final del almidón Sacarasa: sobre sacarosa (glucosa y fructosa) Isomaltasa: uniones α 1-4 y α 1-6, Maltasa, Lactasa, Trehalasa.

Enzimas de la Mucosa Intestinal Sobre Lípidos Fosfolipasas Sobre Nucleótidos Nucleasas: ácidos nucleicos en nucleótidos (base libre y fosfato de pentosa) Fosfatasas: Dejan nucleósidos. Nucleosidasas: sobre nucleósidos dando bases puricas o pirimidicas, más pentosa.

Secreción Biliar Agua y sales inorgánicas Ácidos biliares: ac. cólico, quenodesoxicolico, desoxicolico, litocolico. Sales biliares: con Na para formar micelas, acción coleretica. Fosfolipidos: fosfatidilcolina. Colesterol: 4% Pigmentos biliares: bilirrubina

Digestión de Proteínas Peptonas Polipéptidos Pepsina (Estómago) Tripsina Quimiotripsina Carboxipeptidasa (Páncreas) Polipéptidos Aminoácidos Aminoácidos Peptidasa (Intestino)

Digestión de Almidón Almidón -Amilasa - Dextrinasa - Glucosidasa HO OH -Amilasa Maltotriosa 4 ó 6 Glucosas - dextrinas - Glucosidasa - Dextrinasa D- Glucosa Maltosa

Digestión de Lípidos

Absorción Glúcidos: transportador activo secundario dependiente de Na+ (cotransporte) Lípidos: difunden en micelas por el borde en cepillo. Proteínas: por difusión facilitada, otros por cotransporte dependiente de Na+, K+ ATPasa

Procesos Digestivos: Intestino Grueso Carnívoros y omnívoros: Acción de bacterias saprofitas simbiontes: fermenta sust. con prod. de gases (CO2, metano, nitrogeno) y acidos (acetico, propionico, butirico y lactico) AA: descarboxilación aminas toxicas (cadaverina, putrecina). Reabsorbe resto de agua, Na y Cl. Herbívoros: (caballo, cobayo, castor y elefante entre otros) Ciego y colon: 60% de la capacidad TGI, actúa como cámara de fermentación por acción de bacteria degradan fibra para ser absorbida También se reabsorbe agua

Aparato Digestivo: Aves Buche Dilatación del esófago que sirve para almacenamiento y cierto grado de fermentación. Proventrículo o estómago glandular secretan ácido clorhídrico y pepsina Molleja o estómago muscular Mucosa con pliegues y piedritas que realizan la trituración mecánica. Intestino delgado similar a mamíferos Intestino grueso con dos ciegos Cloaca

Procesos Digestivos: Aves

Procesos Digestivos: Rumiantes

Procesos Digestivos: Rumiantes 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) Lubricación Fuente NNP (Urea sintetizada en el hígado) Excretora (Hg, K, I)

Procesos Digestivos: Rumen Conforma una cámara, que mantiene un ambiente favorable para la fermentación anaerobia.

Procesos Digestivos: Eructo 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%).

Microorganismos Del Rumen Bacterias = 1/2 de la biomasa en el rumen normal. Responsables de la degradación de la celulosa. (además de otros sustratos) Hongos = 8% de la biomasa intra-ruminal. Colonizan regiones dañadas de las fibras. Fermentan Polisacáridos produciendo AGV. Protozoos = 20 – 40 % de la biomasa, Controlan el crecimiento de las Bacterias.

Digestión De Glúcidos: Almidón Nativo Almidón Soluble Amilo dextrina Eritro dextrina Acro dextrina Maltosa Celulosa Nativa Celulosa Soluble Celo dex. PM Celo dextrina PM ½ Celo dextrina PM↓ Celulasas C1 y Cx  y  AMI Celobiosa Celobiasa Maltasa Celobiosa Celobiasa Fosforilasa Pi 2 Glc 1 Glc-1P 1 Glc 2 ATP Hexoquinasa 2 Glc 2 ADP Glc-6P 2 ATP Piruvato 2 ADP

Digestión De Glúcidos:

Digestión De Proteínas: Fuentes de Proteínas en: No-rumiantes : AA pre-formados en su dieta. La urea siempre se pierde en la orina. Rumiantes : c/distintas fuentes de nitrógeno sintetizan AA y forman proteína. Mecanismo para ahorrar nitrógeno Cuando el nitrógeno en la dieta es bajo, la urea (catabolito proteico del cuerpo) puede ser reciclado al rumen en grandes cantidades.

Digestión De Proteínas: Proteínas Microbianas Proteínas Dietarias Mucoproteínas Saliva Péptidos cadena cta. NH3 NNP (Urea , NH3, Biuret, Nitratos, Nitritos, N2) Endopeptidasas Péptidos NH3 Peptidasas Esqueletos C AGV Glc Proteínas Microbianas AA Piruvato

AA AA Pool interno NH3 NH3 CO2 AA externo AA Pool 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.Descarboxilación 7.Síntesis De Novo 8.Eliminación de AA por exceso de producción 9.Captación de NH3 10.Transaminaciones NH3 NH3 CO2 AA

Digestión De Lípidos: lipasas T.A.G -------------------- 3 A.G + glicerol D.A.G --------M.A.G Fosfolipasas Fosfolípidos------------------2 A.G + glicerol + base aminada y ac. Fosfórico. Galactosidasas Galactoglicéridos------------2 A.G + glicerol + galactosa

Digestión De Lípidos:

Digestión De Lípidos: El glicerol es transformado por las bacterias en Ac. Propiónico. La galactosa en Acetato y Butirato. 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 . Esto es importante por: Reduce la producción de metano al haber menor cantidad de hidrógeno. Aumenta 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. Los microorganismos del rumen producen AA 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.