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Digestión y absorción en rumiantes, Digestión y absorción en rumiantes,…
Digestión y absorción en rumiantes
Digestión y absorción de los alimentos y los AGV
Sólo el 50% de la materia orgánica consumida llega al intestino.
Asimilación gastrointestinal:
El 80% de los carbohidratos digeribles son asimilados en el estómago.
El 94% de la proteína, el 84% de la grasa y el 75% de los minerales son asimilados en los intestinos
Movimiento gastrointestinal
El transporte de la digesta por el retículo-rumen y omaso se realiza por movimientos diferentes a los típicos movimientos peristálticos.
Los pilares y paredes del retículo-rumen presentan un movimiento regular y constante.
EL movimiento impulsa el contenido retículo-ruminal, desde el retículo hasta el saco dorsal y desde éste al saco ventral del rumen, y nuevamente desde el saco ventral del rumen hacia el retículo.
Este proceso facilita la devolución de parte del contenido del retículo-rumen hacia la boca
(regurgitación)
para ser remasticado, mientras que parte del contenido más líquido pase al retículo y continúe hacia el omaso.
El animal produce por eructos la expulsión de gases.
El alimento consumido permanece en el rumen algún tiempo (72 h aprox), para sufrir el proceso de degradación y fermentación microbiana.
La velocidad de pasaje del alimento por el rumen depende de:
La eficacia de las contracciones del rumen para impulsar los fluidos a través del orificio retículo-omasal.
De recibir al mismo tiempo la ingesta fibrosa acumulada en el saco dorsal del rumen, para que pase al saco ventral y de allí al retículo con destino a la rumiación.
El heno o pasto picado y los concentrados pasan más rápidamente por el rumen que el heno o pasto largo, pues partículas más pequeñas pasan más rápidamente a los fluidos del retículo, y de allí al omaso.
Al mismo tiempo que se contrae el retículo-rumen también se contraen el omaso y el abomaso e impulsan la digesta hacia las partes posteriores del tracto gastrointestinal
Digestión intestinal
En el intestino delgado se absorbe del 62-72% de la digesta y del 17-25% en el intestino grueso. El 75% del agua contenida en la digesta es absorbida en el intestino delgado.
Digestión y absorción en rumiantes
Digestión y absorción de compuestos nitrogenados en el rumiante
Compuestos proteicos que llegan al intestino
:star: Proteína microbiana producida en el rumen.
:star: N+ endógeno secretado por el tracto digestivo y tejidos descamados desde la boca al intestino.
:star: Proteínas, péptidos y aa de origen dietético que escapan a la degradación ruminal.
Diferencia con los monogástricos en la modificación del N en rumiantes por:
:check: La síntesis en el rumen.
:check: La absorción directa.
:check: Los cambios de la proteína soluble de la dieta en el rumen antes de ser digerida en el abomaso.
:warning:
Producir proteína bacteriana usando sustancias Nitrogenadas No Proteicas (NNP), además de digerir la fibra.
Metabolismo ruminal de los compuestos nitrogenados
N+ de la dieta que entra al rumen:
:check: Proteína dietética.
:check: Compuestos nitrogenados no proteicos
:sunflower: Con la saliva y paredes del rumen hay N (urea).
Las proteínas de las plantas, se encuentran
solubles
(presentes en un 70% en las hojas) e
insolubles
(30% dentro de las paredes celulares).
Degradabilidad de la proteína.
a) Fracción de degradación inmediata y rápida (NNP), soluble en agua: nitratos, amoníaco, aminoácidos libres, aminas.
b) Fracción de degradación rápida.
c) Fracción de degradación lenta.
d) Fracción no degradable.
Relación entre solubilidad de proteína y su digestión ruminal.
Relación entre la solubilidad de proteína y cantidad de NH3 producido por microorganismos del rumen.
Proteólisis
Efectuada por bacterias proteolíticas que contienen proteasas (enzimas endo y exopeptidadas) con un pH de acción entre 6.5 a 7-0
Está afectada por:
:check: La concentración enzimática (# y actividad de los microorganismos).
:check: La concentración del sustrato (solución del material nitrogenado).
:check: El tiempo disponible para las reacciones (velocidad de digestión y del recambio).
:check: La presencia de inhibidores.
La actividad de los agentes bacteriolíticos (destruyen y fagocitan a las bacterias y protozoos), hace más accesible la proteína del citoplasma bacteriano a la acción de otras proteasas.
:sunflower: Protozoarios : convierten las proteínas en péptidos, aminoácidos y NH3, con mayor actividad proteolítica a un pH de 6,5 a 7.0.
:heavy_check_mark: Su actividad de proteolisis, es intracelular después de englobar partículas proteicas en suspensión en el rumen.
:heavy_check_mark: Las peptidasas liberan aa que pueden ser incorporados a la proteína protozoaria o son desaminados para producir NH3, o quedan en el medio ruminal como tal (aa).
Compuestos Nitrogenados No Proteicos (NNP):
Deben ser transformados a NH3, el cual es usado por microorganismos para su crecimiento (urea, biuret, ácido úrico, sales de amonio).
Las uniones de estos compuestos se disuelven por el agua.
Las uniones de estos son hidrolizados enzimáticamente para formar NH3 con la ureasa de las bacterias.
Síntesis de proteína microbiana
:check: Las bacterias usan aa resintetizados a partir del NH3, de otros aa libres y de péptidos, pero estos aminoácidos son usados por las bacterias a diferentes velocidades.
El # de microorganismos dependen del suministro de N y ATP.
Digestión y absorción en rumiantes
Digestión y fermentación ruminal
Procesos generales
El alimento consumido se modifica antes de que ocurra la digestión en el intestino.
En el rumen:
:star: Se degrada la celulosa y los HdeC solubles.
:star: Se desdoblan las proteínas en aminoácidos.
:star: Se sintetizan algunas vitaminas del complejo B.
La materia orgánica se digiere en el estómago (65-67%), mientras los nitrogenados son degradados en el intestino (76%).
Esto es resultado de la síntesis de proteína bacteriana (que será digerida por la vaca) a partir HdeC y compuestos nitrogenados
Los rumiantes:
:star: Son capaces de utilizar la celulosa por acción de los microorganismos que viven simbióticamente en el rumen.
:star: Digieren de 30-80% de celulosa cuya será fermentada para producir AGV (ácido acético, propiónico y butírico). Estos aportan 76% de la energía que se produce y e 18% de la energía potencialmente absorbible.
La glucosa debe ser transformada y fermentada al igual que otros HdeC para producir AGV.
No es fuente de energía
.
Digestión intestinal
I. delgado absorbe del 62-72% de la digesta y el 75% de H2O; y del 17-25% en I. grueso.
Digestión de los carbohidratos en el rumen y absorción de los AGV
Carbohidratos consumidos por el rumiante
Azúcares simples
Disacáridos
Componentes de la pared celular (polisacáridos complejos): celulosa y hemicelulosa=principal fuente de energía
La fermentación y transformación de HdeC solubles y almidón hacia AGV en el rumen, reduce el suministro de glucosa al duodeno, haciendo al animal dependiente de la gluconeogénesis.
Fermentación de HdeC vegetales
:explode: HdeC solubles, azúcares, almidón son atacados con formación de AGV. La digestión de estos con microorganismos es desventajosa pues hay enzimas para ello.
:explode: Polisacáridos estructurales (celulosa y hemicelulosa) son atacados por microorganismos mediante la celulosis ruminal (fermentación), transformándolos en AGV (ácido acético, propiónico y butírico).
En el rumen
Almidón es hidrolizado por la amilasa microbiana, produciendo que es convertida a piruvato en el Ciclo glicolítico
A partir del piruvato se forman los AGV.
Se producen grandes cantidades de CH4 = gran pérdida de energía (7-8% de energía bruta).
Interconversiones de AGV
Un ácido como producto final de un microorganismo puede ser usado por otra especie bacteriana para resintetizar otro AGV diferente.
:explode: Ácido acético se puede producir ácido Butírico.
:explode: Ácido propiónico puede producir ácido acético.
:explode: Ácido butírico puede producir ácido propiónico.
:explode: Cantidades considerables de ácido acético proviene del ácido butírico.
Patrón de la fermentación ruminal
A > digestibilidad (>60%) aumentan los AGV en el rumen, aumenta la proporción de acético y disminuye la de propiónico y butírico.
Factores que influyen en la concentración de AGV
:check: Absorción ruminal.
:check: Interconversión
:check: Degradación
:check: Pasaje de la ingesta a los tramos posteriores
Interrelación entre pH del rumen, microorganismos y el sustrato del rumen.
La actividad de los microorganismos depende del pH.
:star: Bacterias celulolíticas actúan mejora un pH 6.5-7.
:star: Bacterias amilolíticas actúan mejor en un pH más ácido.
Digestión y absorción en rumiantes
Uso del amoníaco (NH3)
Intermediario en el metabolismo del nitrógeno en el rumen y es el más usado por las bacterias.
:check: La concentración óptima es de 5.6-8.8 mg/100ml.
La concentración óptima de NH3 no debe disminuir ni aumentar el "pool" de nitrógeno no proteico en el rumen (80 a 98%)
Se puede producir:
Entre 90-230 g de proteína microbiana por kg de MO en el rumen.
A una velocidad de 8-14 mg de proteína por cada 100 mI de contenido ruminal por hora.
Con una conversión de HdeC en bacterias de 7-17,5% (6.9 g de proteína microbiana/100 g de HdeC fermentados).
Valor alimenticio de la proteína bacteriana y aporte al animal
Depende de su composición de aa.
-Para que los tejidos sinteticen su proteína a partir de aa, requieren también ATP.
-Pero la síntesis de proteína orgánica es más rápida que la síntesis de aminoácidos microbiales.
La incorporación de proteína bacteriana a proteína tisular, solo es suficiente para el sostenimiento, crecimiento lento y preñez en etapa inicial, no para el crecimiento rápido, últimas etapas de gestación ni inicio de lactancia en animales.
-
Factores que afectan la producción de proteína bacterial
Degradación ruminal
La proteína del alimento puede ser degradada en un 40 a 80% y convertida en proteína bacterial según la solubilidad del N de los alimentos y del suministro de ATP.
Proteína muy soluble
-La degradación microbiana en aa y NH3, excede la capacidad de los microorganismos para usar el N y producir proteína bacterial,
-Son absorbidas grandes cantidades de NH3 excedentes y eliminados como urea en la orina, produciendo de 25-34% de pérdidas.
-Pero incrementa las cantidades de proteína bacterial que llegan al intestino, lo cual aumenta la retención de N disponible para producir.
Al minimizar la degradación ruminal de la proteína del alimento se mejora el uso por el rumiante.
:check:Obliga a microorganismos del rumen a usar el NH3 derivados de NNP.
:check:Elimina las pérdidas inevitables cuando las proteínas del alimento son degradadas a NH3.
Velocidad del recambio ruminal
:red_cross: Afecta el flujo de nutrientes y la función del rumen.
:red_cross: Afecta la cantidad de proteína dietética que escapa a la degradación y pasa del rumen al abomaso.
:red_cross: Afecta la cuantía de proteína microbiana y el pasaje de esta al intestino (proteína sobrepasante).
Absorción en el retículo-rumen
-El pH del contenido ruminal controla la velocidad de absorción del amonio hacia la sangre.
La disminución del pH del rumen detiene el paso del amonio a la sangre, benéfico para las bacterias que disponen de más tiempo para aprovecharlo.
-
Digestión y absorción en los tramos posteriores del tracto gastrointestinal
En el omaso se absorbe el 34% del NH3 que viene del rumen (25% de lo absorbido en el rumen).
Al abomaso e intestino llega:
Una mezcla de proteína microbiana.
Ácidos nucleicos microbianos, NH3.
Pequeñas cantidades de aa libres y péptidos.
Proteínas dietéticas no degradadas y secreciones proteicas endógenas.
Muy limitadas cantidades de HdeC digestibles.
El 94% de N+ en el intestino delgado es NNP (el 60% es de origen microbiano).
La mucosa del I. delgado absorbe aa libres, péptidos, nucleótidos y nucleósidos, siendo más preferente la absorción de los aa esenciales.
-
Intestino grueso
El N (es solo el 20-50% consumido) que llega al intestino grueso ha resistido a la fermentación ruminal y a la hidrólisis en el intestino delgado.
N constituido además por residuos microbianos, secreciones del intestino delgado y la urea difundida de la sangre.
El 10 al 40% del N+ es digerido en el intestino grueso.
-
Reciclaje del N en el animal
-Compuestos nitrogenados son movilizados a través del reciclaje del N+, desde los tejidos nuevamente hacia el tracto gastrointestinal.
-Al rumen entra una gran cantidad de N+ endógeno (urea, proteínas de saliva, moco del tracto respiratorio, células epiteliales de mucosa bucal, esófago y estómago, secreciones gástricas (NH3, urea, proteína).
Digestión y absorción en rumiantes
Consumo voluntario de alimentos
La eficiencia de un sistema biológico se basa en lo que se aporta (consumo) y lo que se obtiene (producción).
El éxito depende de la relación entre lo consumido y lo producido.
Factores intrínsecos
Físicos
Caract. bucofaríngeas
Digestión gástrica e intestinal
Velocidad de digestión
Velocidad de pasaje y tiempo de retención
De los alimentos en tracto gastrointestinal.
Capacidad estomacal
Retención estomacal (por contenido de fibra).
Metabólicos
Calor generado por digestión
Deshidratación
AGV en el rumen y sangre
Regulación hormonal
Balance energético
Edo. fisiológico o productivo
Edad y peso del animal.
Factores extrínsecos
Clase de alimento (forrajes, granos)
Composición química y estructural
Digestibilidad
Palatabilidad, aceptabilidad y gustocidad.
Accesibilidad (manejo de alimentación).
Ambiente climático
Temperatura y humedad
Viento
Medio ambiente artificial
Radiación y nubosidad
Otros
Sistema de manejo y alojamiento
Deficiencias nutricionales
Enfermedades
Estrés
Topografía
Factores de comportamiento social.
Control de la ingestión
SNC/hipotálamo
Coordina los procesos metabólicos o sensoriales que controlan el apetito y el consumo de alimento
Distensión del tracto gastrointestinal
Niveles elevados de AGV
*Los rumiantes al inicio de la gestación aumentan el consumo de alimentos, pero al final disminuye debido a que el útero ocupa más espacio en la cavidad abdominal que el rumen.
La regulación del balance energético depende en primer término del consumo de energía.
Depende de los requerimientos energéticos para la producción.
El consumo voluntario es un criterio que depende más del valor nutricional de los alimentos que del contenido de nutrientes o de la digestibilidad aparente.
Factores como cantidad administrada, y de bocado, velocidad de aprehensión del alimento, la postura, densidad del alimento, tiempo, horario de alimentación, etc. Tiempo de estancia en pradera (si es el caso).
Del alimento si es entero, picado, machacado, en harinas, crudos, cocidos, molidos, húmedos, secos, solos o mezclados. Relación concentrado-forraje (modifica microbiota, tipo y #).
Deficiencia de proteína, deficiencia de N+ para microorganismos del rumen afectando su actividad y el consumo del animal.
El peso metabólico de los animales se expresa según el peso vivo elevado a la potencia tres cuartos (peso vivo en k.o. 0.75).