Digestión en rumiantes

Rumiantes herbívoros Las plantas tienen carbohidratos fibrosos Los animales no 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 rumiante aprovecha : los productos finales de la fermentación, AGV y los nutrientes contenidos en los cuerpos celulares 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 Retículo Conforman una cámara, que mantiene un ambiente favorable para la fermentación anaerobia.

Condiciones necesarias para la fermentación » 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:

Eructo Los principales son: 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 150 L CAPASIDAD, CON DOS ORIFICIOS. SISTEMA ARTERIOVENOSO. REGULACIÓN DEL PH CONTRACCIONES DEL RUMEN. ERUCTO. ESTRATIFICACIÓN DEL PRODUCTO PROTEJIDA POR MÚSCULOS CÁMARA TAPA DESMONTABLE. DISTRIBUCIÓN DEL CALOR POR RESISTENCIA ELÉCTRICA. PEACHÍMETRO HÉLICES O PALETAS MEZCLADORAS VÁLVULA REGULADORA. MEMBRANA SEMIPERMEABLE PROTEGIDA POR MADERA

Bacterias = 1/2 de la biomasa en el rumen normal (10. 000 a 50 Bacterias = 1/2 de la biomasa en el rumen normal (10.000 a 50.000 millones/ml). Por lo menos 28 especies son funcionalmente importantes. Hongos = 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 = 20 – 40 % de la biomasa, contribución menor por su gran retención y menor actividad metabólica.

Las bacterias del rumen se caracterizan según: Su morfología, Los productos de fermentación, Los sustratos que utilizan, La relación molar (G+C) % de su DNA, y Por su movilidad.

Hongos (más del 8% de la biomasa) Fermentan polisacáridos (celulosa). Colonizan regiones dañadas de las fibras (a 2 horas de la ingestión), en respuesta a materiales solubles. Los hongos producen AGV, gases y trazas de etanol y lactato.

Protozoos (1 millón por ml) Biomasa similar a las bacterias, pero pueden sobrepasarla más de 3 veces según la dieta, o inclusive desaparecer.

2 Glc 1 Glc 2 Glc Glc-6P Piruvato 1 Glc-1P Maltosa Celulosa Nativa 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↓  y  AMI Celulasas C1 y Cx 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

Síntesis de AGV y restauración del NAD

DIGESTIÓN DE PROTEÍNAS

Fuentes de proteína No-rumiantes : 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.

Proteínas Microbianas Proteínas pasantes ID Endo-pepti-dasas Proteínas Dietarias Mucoproteínas Saliva Péptidos cadena cta. NNP (Urea NH3, Biuret, Nitratos, Nitritos, N2) NH3 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

dieta c/  Forrajes  granos o concentrados   > galactoglicéridos > triacilglicéridos

HIDRÓLISIS DE LÍPIDOS Más del 95% de los lípidos dietarios son hidrolizados rápidamente por lipasas 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 Fosfolipasas Fosfolípidos------------------2 A.G + glicerol + base aminada y ac. Fosfórico. Galactosidasas Galactoglicéridos------------2 A.G + glicerol + galactosa ( 1ó2)

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 (los AG insat. provocan cambios en la permeabilidad de las membranas microbianas inhibiendo su desarrollo). » Se 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. Mientras que crecen los microorganismos del rumen, producen aminoácidos, fundamentales para proteínas.

Rumen: ambiente apropiado, suministro generoso de alimentos 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 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.