Biosíntesis de los Principales Componentes de la Leche Porcentajes (%) vs. Producción (kg/d) Michel Wattiaux Departamento de Ciencias Lecheras UW-Madison Traducción J. de Jesús Olmos Colmenero CU-Altos, Universidad de Guadalajara

Contenido Composición de la Leche y Sistema de Pago de la Leche: el Caso de Wisconsin.  Impacto del Sistema de Pago de Leche Basado en Componentes de la Leche Sobre la Eficiencia Económica Relativa de Razas Lecheras. Revisión de la Biosíntesis de los Componentes de la Leche Grasa Lactosa Proteína Resumen e Implicaciones

Sistemas de Pago de la Leche Basados en Componentes de la Leche en Wisconsin

Efecto de la Composición de la Leche sobre el Valor de la Leche (El Ejemplo de Wisconsin) Precio de la Leche1 Leche Grasa Proteína Otros Sólidos $/100 lb $/kg Producc.2 Kg/d $/d Valor Relativo (%) Valor Relativo (%) 2.9 3.1 5.5 13.3 0.29 100 40 11.7 100 3.6 3.4 5.5 15.2 0.33 115 45 15.1 129 4.0 3.6 5.5 16.4 0.36 123 38 13.8 117 1 Calculo basado en valores de grasa, proteína y otros sólidos del año 2005. 2 Se asumió que el cambio en producción de leche fue debido a diferencia en tipo de dieta.

Raza de Animales y Precio de Leche Eficiencia Económica Relativa1 de Pardo Suizo y Jerseys en relación a Holsteins bajo diferentes sistemas de pago de leche2 Pago de leche en base a Componentes ($/lb) Holstein AALDC Holstein Pardo Suizo Jersey Grasa: 1.25 - Proteína: 0.00 1418 1.00 0.88 0.85 Grasa: 1.25 - Proteína: 2.00 1432 1.00 0.92 1.01 Grasa: 1.65 - Proteína: 0.00 1645 1.00 0.89 0.87 Grasa: 1.65 - Proteína: 2.35 1661 1.00 0.93 1.02 Produccion de queso 1643 1.00 0.93 0.93 1 Proporción del promedio anualizado del “lifetime discounted revenue” (AALDR) y costo (AALDC). AALDC para Holstein, Pardo Suizo y Jersey fue $1483, $1439, y $1363, respectivamente. 2 Shook, G.E., D.K. Combs. 2003. Proceedings of the National Dairy Genetics Workshop in honor of Dr. Ben McDaniel. Oct 20-21, 2003. Raleigh, NC. Edited by. Dr. Bennet Casell.

Examen: Relaciona Estructuras Químicas con Nombres OH CH2 B C H S NH2 COOH 1 - Propionato :___ 2 - Glicerol :___ C D CH3 CH2 C O O - CH2 NH2 COOH 3 - Triglicérido :___ 4- Galactosa :___ CH3-(CH2)5-C=C-(CH2)7-COOH H E C O R3 R2 R1 H 5- Lactosa :___ G F C H OH 6- Acido graso :___ J C HO R1 O CH2-(CH2)n-CH3 7- Metionina :___ H 8- Lisina :___ OH O CH2 I C H O O - 9 - Acido oleico (C18:1), isomero trans:___

Anatomía de la Ubre de la Vaca y Flujo Sanguíneo Arteria Mamaria Vaso Linfático Vena mamaria Ganglio Linfático ……………….. Tejido Glandular Cuarto Trasero Cuarto Frontal ……………….. Cisterna de Teta Roseta de Fürstenberg Canal de salida Frandsen, 1981. Anatomy and Physiology of Farm Animals

Sistema de Conductos y Sistema Secretor Lóbulo Tejido Conectivo Lóbulos Capilares sanguíneos Conductos intralobulares ……………. …………………. …………………….. …………………… Soporte (tejido conectivo) Conducto mayor ……………………. Cisterna de teta (30 - 40 ml) Canal de salida Frandsen, 1981. Anatomy and Physiology of Farm Animals

Origen de los Componentes de la Leche Micelas de caseína Lactosa, agua Gota de grasa LEYENDA: CELULAS Mi Mi = Microvellosidad Vs M = Mitocondria SECRETORAS DE LECHE U G = Aparato de Golgi M R = Retículo endoplasm. rugoso G L = Retículo endoplasm. liso R L N N = Núcleo T = Unión celular fuerte Vs = Vesículas secretoras Ruta: 1 2 3 4 5 Precursores Sanguíneos: Sales Leucocitos Amino ácidos Glucosa Iones Ácidos grasos, Glicerol, Acetato, B-hidroxibutirato Inmuno -globulinas

Origen de la Lactosa Rumen Intestino FDN & CNF de la dieta Propionato “Glucosa” FDN & CNF de la dieta Glucosa Propionato Propionato ……….. AA ……… Glucosa Propionato Glucosa Glicerol …………. ……….. Grasas Lactosa Glándula Mamaria

Biosíntesis de Lactosa OH CH2 Biosíntesis de Lactosa Galactosa Glucosa Hígado Sangre Célula Secretora Aparato de Golgi Propionato CH3 CH2 C O O - Agua LACTOSA Glucosa Glucosa Glucosa A B Glucosa-P Amino-ácidos glucogénicos (glutamato, aspartato serina, etc.) Galactosa Galactosa A = galactosil transferasa; B = Lacto-albúmina alfa

Origen de la Grasa de la Leche Rumen Intestino Grasa ……….. + ……….. AG Saturados + MG FDN & CNF “Glucosa” Acetato Butirato LMBD AGNE TG Tejido Adiposo Acetato BOHB Ácidos Grasos LMBD …. Acetato BOHB ……… Ácidos Grasos Acetato BOHB l Glicerol AG = Ácidos grasos Grasas en Leche TG = Triglicéridos MG = Monoglicéridos Hígado BOHB = Beta-hidroxibutirato AGNE = Ácidos grasos No-Esterificados LMBD = Lipoproteínas de muy baja densidad Glándula Mamaria

Biosíntesis de Grasa Sangre ………. ………………. Pared Capilar Membrana Basal Monoglicéridos Monoglicéridos Triglicéridos (LMBD) 1LPL Glicerol Glicerol Triglicéridos en leche Ácidos grasos libres Ácidos Grasos No-Esterificados (AGNE) Ácidos grasos libres (C16, C18 C18:1, C18:2) Glucosa Glucosa Glicerol Acetato Acetato Ácidos grasos (C4-C16) B-hidroxibutirato B-hidroxibutirato 1LPL = Lipoprotein lipasa

Origen de la Caseína Rumen Intestino Proteína Cruda de la Dieta …… NH3 Amino Ácidos (AA) …… Bacterias …… NH3 AA AA AA AA NH3 Glucosa Proteína AA AA …… Hígado Caseína Glándula Mamaria

Biosíntesis de Proteína Micela de caseína Sangre Célula Secretora AA3~ARNt AA2~ARNt 2: Activación de Amino-ácidos AAn~ARNt Amino Ácidos Amino Ácidos (AA) + ATP + ARNt AA1~ARNt Núcleo AA1-AA2-AA3 … AAn 1: Trascripción del ADN Ribosoma AA~ ARNt TPG + TPA +TPC + TPU RER 3: Traducción ARNm RER = Retículo Endoplasmico Rugoso.

Origen de los Componentes de la Leche: Resumen …….. …… Carbohidratos PDR PNDR Proteína Cruda ……... ALIMENTO Proteína Bacteriana Acético Butírico Propionico Láctico 50% AGCL Reserva Corporal 40% FERMENTACION RUMINAL UBRE Grasa en Leche 30% AGCC Azúcar en Leche (Lactosa) 50% Proteína en Leche 60%

Volumen de Leche vs. Componentes de Leche: Nutrientes Glucogénicos vs Volumen de Leche vs. Componentes de Leche: Nutrientes Glucogénicos vs. Cetogénicos Azucares …………., ……….. Glicerol ……………………. ……….., ………….. Ácidos grasos (cadena larga) …………………… Amino ácidos Péptidos Aparato GI GLUCOGENICOS CETOGENICOS Hígado Hígado, tejido adiposo Glucosa -Hidroxibutirato Aceto-acetato (Acetona) Amino Ácidos Sangre Proteína en leche Lactosa en leche Grasa en leche (cadena corta) Ubre

AA: “Cartas Salvajes” en Hígado y Ubre Amino Acido E NE G C Amino Acido E NE G C Grupo Grupo Arginina E G G2 Alanina NE G G3 Histidina E G G1 Asparagina NE G G3 Isoleucina E G C G2 Aspartato NE G G3 Leucina E C G2 Cisteina NE G G3 Lisina E G C G2 Glutamina NE G G3 Metionina E G G1 Glutamato NE G G3 Fenilalanina E G C G1 Glicina NE G G3 Treonina E G G2 Hidroxiprolina NE G G3 Triptofano E G C G1 Prolina NE G G3 Valina E G G2 Serina NE G G3 Tirosina NE G G1 E = Esencial, NE = No Esencial, G = Glucogénico, C = Cetogénico Grupo = G1: Absorción en glándula mamaria = Secreción en leche; G2 : Absorción en glándula mamaria > secreción de leche; G3 : AA No Esenciales, variable absorción / secreción en leche

Resumen e Implicaciones Biosíntesis de leche – información para recordar: Síntesis de lactosa: depende de gluconeogénesis en hígado (precursores glucogénicos), determina el volumen de leche. Síntesis de proteína (caseína): es regulada por el ADN, depende de la transaminacion de amino ácidos. Síntesis de grasa: la mas variable de los tres componentes principales, depende de los precursores cetogénicos. Al final, la composición de la leche depende de: raza / nutrición / manejo / ambiente / salud.

Resumen e Implicaciones ¿Porque modificar la composición de la leche? Necesidades de procesadores (procesado y fraccionado de leche). Demanda de consumidores Comercio Internacional, etc. Necesidades de productores: Mantenimiento de producción normal de grasa Una herramienta de manejo económico para rentabilidad: Regulación de producción de leche (quota), Tendencias en precio de grasa de leche relativo a precio de proteína de leche. Una herramienta para manejar el metabolismo de las vacas: Durante estrés (calor) ambiental; En lactación temprana, durante balance energético negativo.