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Digestión en rumiantes
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Rumiantes herbívorosherbívoros
Las plantas tienen carbohidratos fibrososcarbohidratos fibrosos
Los animales no poseen enzimasno poseen enzimas que puedan digerirlos pero poseen microorganismos que, al fermentar el alimento, permiten al rumiante lo siguiente:
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» Digestión de polisacáridos complejos.
» Aprovechar NNP, para convertir en proteína microbiana.
» Síntesis de vitaminas hidrosolubles.
El rumianterumiante aprovecha :
los productos finales de la fermentaciónproductos finales de la fermentación, AGV y los nutrientes contenidos en los cuerpos cuerpos celularescelulares de los microorganismos.
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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)
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Mucosa RUMEN : Con numerosas y pequeñas papilas
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RETÍCULO Pliegues del epitelio c/ celdas
poligonales, y una gran cantidad de pequeñas papilas en su superficie.
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OMASO Papilas longitudinales y anchas (hojas, que atrapan las partículas pequeñas de la ingesta).
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Función General
Rumen y RetículoRumen y Retículo
Conforman una cámara, que mantiene un ambiente favorable para la fermentación anaerobia.
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» 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.
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Estratificación:
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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%).
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Comparación del rumen con cámara de fermentación
RUMEN150 L CAPASIDAD, CON DOS ORIFICIOS.
SISTEMA ARTERIOVENOSO.
REGULACIÓN DEL PH
CONTRACCIONES DEL RUMEN.
ERUCTO.
ESTRATIFICACIÓN DEL PRODUCTO
PROTEJIDA POR MÚSCULOS
CÁMARATAPA DESMONTABLE.DISTRIBUCIÓN DEL CALOR POR RESISTENCIA ELÉCTRICA.PEACHÍMETROHÉLICES O PALETAS MEZCLADORASVÁLVULA REGULADORA.MEMBRANA SEMIPERMEABLE PROTEGIDA POR MADERA
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BacteriasBacterias = 1/2 de la biomasa en el rumen normal (10.000 a 50.000 millones/ml). Por lo menos 28 especies son funcionalmente importantes.
HongosHongos = 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 =Protozoos = 20 – 40 % de la biomasa, contribución menor por su gran retención y menor actividad metabólica.
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Las bacteriasbacterias del rumen se caracterizan según:
•Su morfología,
•Los productos de fermentación,
•Los sustratos que utilizanLos sustratos que utilizan,
•La relación molar (G+C) % de su DNA, y
•Por su movilidad.
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Hongos (más del 8% de la biomasa)8% de la biomasa)
Fermentan polisacáridosFermentan polisacáridos (celulosa).
Colonizan regiones dañadasColonizan regiones dañadas de las fibras (a
2 horas de la ingestión), en respuesta a
materiales solubles.
Los hongos producen AGV, gases y trazas AGV, gases y trazas
de etanol y lactatode etanol y lactato.
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Protozoos Protozoos (1 millón por ml)
Biomasa similar a las bacterias, pero pueden sobrepasarla más de 3 veces según la dieta, o inclusive desaparecer.
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y y
AMIAMI
Almidón NativoAlmidón Soluble Amilo dextrinaEritro dextrinaAcro dextrina
Maltosa
MaltasaMaltasa
2 Glc2 Glc
Glc-6PGlc-6P
HexoquinasaHexoquinasa2 ATP
2 ADP
CelobiasaCelobiasa
Celulosa NativaCelulosa Soluble Celo dex. PMCelo dextrina PM ½Celo dextrina PM↓
CelulasasCelulasas
C1 y CxC1 y Cx
CelobiasaCelobiasaFosforilasaFosforilasa
Celobiosa
1 Glc1 Glc1 Glc-1P1 Glc-1P
Celobiosa
2 Glc2 Glc2 ATP
2 ADPPiruvatoPiruvato
PiPi
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Síntesis de AGV y restauración del NAD
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DIGESTIÓN DE PROTEÍNAS
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Fuentes de proteína
No-rumiantes : AA pre-formados en su dieta. La urea siempre se pierde en la orina.
Rumiantes : c/distintas fuentes de nitrógenodistintas fuentes de nitrógeno sintetizan AA y forman proteína.
mecanismo para ahorrar nitrógenomecanismo para ahorrar nitrógeno Cuando el nitrógeno en la dieta es bajo, la ureaurea, catabolito proteico del cuerpo, puede ser reciclado al rumen en grandes cantidades.
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Endo-Endo-pepti-pepti-dasasdasas
Proteínas DietariasMucoproteínas Saliva
Péptidos cadena cta.
PéptidosPéptidos
AAAA
PeptidasasPeptidasas
NNP (Urea NH3, Biuret, Nitratos, Nitritos, N2)
Proteínas Proteínas MicrobianasMicrobianas
NH3NH3
PiruvatoPiruvato
NH3NH3
Proteínas pasantesProteínas pasantes IDID
Esqueletos CAGVGlc
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AAAAPoolPoolexternexternoo
AA AA Pool internoPool 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.Descarboxilación7.Síntesis De Novo8.Eliminación de AA por exceso de
producción9.Captación de NH310.Transaminaciones
NH3
CO2
AAAA
NH3
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dieta c/ Forrajes Forrajes granos o concentradosgranos o concentrados
>> galactoglicéridosgalactoglicéridos > > triacilglicéridostriacilglicéridos
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HIDRÓLISIS DE LÍPIDOS
Más del 95%Más del 95% de los lípidos dietarios son hidrolizados rápidamente por lipasas hidrolizados rápidamente por lipasas microbianas.microbianas.
Más del 70% de los A.G son liberados antes de la primer hora post-ingestión y se produce según el siguiente esquema:
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lipasas T.A.G -------------------- 3 A.G +
glicerol D.A.G --------M.A.G
FosfolipasasFosfolípidos------------------2 A.G +
glicerol + base aminada y ac.
Fosfórico. GalactosidasasGalactoglicéridos------------2 A.G +
glicerol + galactosa ( 1ó2)
lipasas
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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 .
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Las ventajas que presenta la hidrogenación de ácidos grasos son:
» Aumenta el crecimiento bacteriano (crecimiento bacteriano (los AG insat. provocan cambios en la permeabilidad de las membranas microbianas inhibiendo su desarrollo).
» Se reduce la producción de metanoreduce la producción de metano al haber menor cantidad de hidrógeno.
» Aumenta la energía disponibleAumenta la energía disponible, ya que los ácidos grasos saturados liberan más energía al oxidarse que los ácidos grasos insaturados.
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RESUMEN
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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.
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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).
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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.