2. DIGESTION DE LOS CARBOHIDRATOS EN LOS MONOGÁTRICOS
(VS. RUMIANTES)
Esófago Estómago I. delgado Ciego Colon
Monosacáridos AGv
AGv
Monosacáridos
AGv
Monogástricos
Rumiantes
Carbohidratos
3. LUZ
INTESTINAL
Digestión
MUCOSA
INTESTINAL
Absorción
Digestión y Absorción en los Monogástricos
Enzimas: α-amilasa (α-1,4) almidón
oligosacaridasa
β-galactosidasa lactosa
α-glucosidasa maltosa
dextrina
sacarosa
*Inactivas sobre
Celulosa, Hemicelulosa
Pectinas
Β-glucanos
Arabinoxilanos
Glucosa Lactato
Glucosa Lactato
Fructosa Lactato
Fructosa Glucosa
Na+
ATP ADP
C6
Na+
Transporte
activo
Carbohidratos
EDAD
Duodeno-yeyuno proximal
6. • Fermentación microbiana:
– Celulasas; hemicelulasas; pectinasas, …
– Producción y Absorción de AGV:
• Acético: energía
• Propiónico: en el higado – glucosa: energía
• Butírico: energía (colonocitos)
Sustratos disponibles; flujo de la digesta; pH,..
Bacteroides; Bifidobacterias; Enterococcus;
Clostridium; Escherichia; Lactobacillus;
Streptococcus; Fibrobacter,….
7. Metabolismo energético de la glucosa
Digestión
intestinal
PANCREAS
MUSCULO
HIGADO
TEJIDO
ADIPOSO
Eritrocito
Tej. Nervioso
Feto
INSULINA
GLUCAGON
G6P Glucógeno
Energía
CO2
Lactato
G6P Glucógeno
Acetil-CoA
ATP CO2
Aas
Tejidos glucodependientes
G6P
Acetil-CoA
Acidos grasos libres
AG
AG
AG
Ac. G. libres
Carbohidratos
8. GLUCOSA (C6)
2 X Piruvato
Glucolisis Gluconeogénesis
En
Anaerobiosis
citoplasma
Lactato (C3)
Acetil-CoA
Citrato (C6)
Isocitrato (C6)
Oxalsuccinato(C6)
a-KGA (C5)
Succinil-CoA (C4)
Oxalacetato (C4)
Malato (C4)
Fumarato (C4)
Succinato
O2
38 ATP
Grasa
Carbohidratos
C6
2H
Aas
En presencia de O2
mitocondria
CO2
Ciclo Cori
glucosa
9. La glucosa como fuente de energía
• La vía glucolítica (1 mol glucosa a 2 moles de piruvato)
8 ATP
• 1 mol Piruvato a acetil CoA = 3 ATP
2 x 3= 6 ATP
• 1 mol Acetil CoA a CO2 y agua = 12 ATP
2 x 12 = 24 ATP
TOTAL 38 ATP
38 x 12,43 (ATP) = 472 Kcal/mol
Mol glucosa = 686 Kcal
EFICIENCIA 472/686 = 0,69 (69% eficiencia)
Resto = producción de calor (ineficiencia)
10. Mecanismos de control del
metabolismo de los Carbohidratos
• Control celular
• Control extracelular: Hormonas
– Insulina
– Glucagón
– Hormona del crecimiento
– Adrenalina
– Cortisol
11. En la práctica…..
Ganado Porcino:
Nivel de Tolerancia: lechón
Utilización de fuentes de fibra:Cerda gestante
Aves:
Utilización de enzimas exógenos
14. Evolución con la Edad de la Actividad Enzimática en el ganado porcino
Actividadenzimática
ActividadenzimáticaActividadenzimática
Actividadenzimática
LACTASA
Recien nacidos
2 meses
adultos
SACARASA4 sem
2 sem
Rec. nacido
MALTASA
1 año
2 años
1 mes
1 mes
1 año
2 años
AMILASA
Carbohidratos
15. Digestión de los carbohidratos en el PORCINO
- Ingredientes de elevada calidad
- Aceptable capacidad de digerir PNA
Digestión
enzimática
C6 Lactato
AGv
Digestión
microbiana
5-30% Energía
21d 56d
20-30% Derivados Lacteos
30-35% Almidón cocido
*caro
TRANSICIÓN
Inclusión de almidón
Si se incrementa la FIBRA en la dieta:
- el contenido energético
Insoluble: tº de retención
humedad – volumen de las heces
excreción de sales biliares
Fermentable: la producción y absorción de AGv
Carbohidratos
16. Bienestar Animal en Cerdas
⇒ Estereotipias indican un problema de
bienestar
Causas: Interacción entre:
Hambre crónicaHambre crónica
Restricción de conducta
Falta de saciedad por:
Poco volumen ingesta
Déficit energético
17. Nivel de Fibra- Cerda Gestante
Baja Media Alta
Fibra Bruta, % 3,3 10,6 18,1
FND, % 13,5 25,7 39,4
**
**
91416Agua, l/día
522416Duración, min.
67120152Velocidad, g/min.
Consumo:
**
291324363Tiempo de pie, min./día
144154Frecuencia estereotipias
70 min. ⇒ E=14.9 kJ/min/cerda ⇒ 240 kcal/día = 25 kg
pienso/cerda/año (Ramonet et al., 1999)
18. Ventajas del Uso de Dietas Altas en Fibra:
Conseguir una mayor saciedad por:
Incremento en volumen de la ración
Disminuye la velocidad de consumo (20%)
Aumento de la duración de la comida (x 2)
Regulación metabólica:
Menor nivel de Glucosa e Insulina,
pero mayor persistencia
Mayor concentración de AGV
Reduce las estereotipias (entre 7 y 50%)
19. Digestión de los carbohidratos en la Aves
Digestión
Enzimatica
Sales biliares
Digestión
microbiana
escasa
Carbohidratos
osmolaridad
(retención de líquidos)
viscosidad
humedad heces
digestibilidad de
la Grasa, N
β-glucanos
Arabinoxilanos
Cebada
Avena
Trigo
Centeno
TMR
(3-4h)
24. • Carbohidratos y Restricción calórica: alimentos “light”
• Apoyo Dietético a problemas Renales
• Carbohidratos y Diabetes
- índices de glucemia
Animales de compañía
25. Glucose Balance: Dietary
Effects
• Rate of glucose absorption
increased
– Large meals
– High digestible carbohydrates
Glucose
absorbed into
cells
Glucose from food or
gluconeogenesis
26. Glucose Balance: Dietary
Effects
• Rate of glucose absorption
decreased
– Fiber
– Small meals
– Dietary protein
Glucose
absorbed into
cells
Glucose from food or
gluconeogeneis
27. Proteina
Aminoácidos
Enzimas
Utilizados por el
organismo
Urea
(Residuo en torrente sanguíneo)
OrinaRIÑONExceso
• Lesión renal
– Incapacidad de filtrar toda la urea y otros
Xtos de desecho - AZOTEMIA
– Altos niveles de urea causan signos de
enfermedad renal (vómitos, pérdida de peso,...)
- Incapacidad de eliminar Fósforo,...
- Intento compensación: poliuria/polidipsia
X
Enfermedad renalEnfermedad renal
28. Apoyo Dietético a problemas Renales
I.D. Ciego Colon
NH3
N heces
Fermentación CHO
Proteolisis
Autolisis microbiana
Desaminaciones
A CHO muy fermentables
(pectinas)
N
microbiano
N
heces
N
orina
B CHO moderadamente ferm.
(pulpa remolacha)
N
microbiano
N
heces
N
orina
Carbohidratos
29. Visión dinámica de la digestión
Fracción no digestible
Fracción
potencialmente
Digestible
F(tº)
2
1
Tiempo de retención
* Edad
* Nivel de alimentación
* Cantidad de fibra
* Ralentizadores del tránsito
- +
- +
Acción directa
•Enzimas endógenos
•Enzimas microbianos
(ejem: a-galactosidasas)
Acción indirecta
•PNAs (trigo, cebada)
•Enzimas microbianos
(b-glucanasas,
Arabinoxilanasas)
Carbohidratos
30. Clasificación de los herbivoros
(Van Soest, 1982)
A.- Por sus hábitos alimenticios
RUMIANTES NO RUMIANTES
“Exquisitos” Ciervo /Jirafa Conejo
“Intermedios”
* Ramoneadores” Cabra
* Pastoreadores” Oveja
“Comedores de Forraje”
* Pasto fresco Vaca Hipopótamo
* Forraje general Alce Caballo/ Cebra
* Zonas secas Camello Canguro
B.- Según su ESTRATEGIA DIGESTIVA
“Fermentadores Pregástricos”
* No Rumiantes Canguro/ Hamster
* Rumiantes Vacuno/ Ovino/ Caprino
“Fermentadores en I.G.”
* Ciego Conejo
* Colon Caballo
Carbohidratos
31. Digestion de la Fibra Dietética.
Capacidad de Digestión de la Fibra
Tiempo de Fermentación (h)
Digestióndelafibra(%)
100
50
AVES CERDO EQUIDOS RUMIANTES
Verduras
Leguminosas
Gramíneas
Paja
12 24 36 48 60
Carbohidratos
32. Actividad Digestiva en el Rumiante
ABSORCIÓN DE
ENERGÍA
64% 24% 12%
AGv
Saliva
8-10% PV
FERMENTACIÓN
Partículas
Largas
Medianas
Pequeñas
RUMIA
Adhesión
M.O.
(10-20%MS)
Bacterias
Celulolíticas
Hemicelulolíticas
Amilolíticas
Pectinolíticas
Ferment. Azucares
Proteolíticas
Ferment. secundarios
Protozoos
Flagelados
Ciliados
Carbohidratos
Rumen: fermenta 80% MS cereales; 75% MS forrajes
34. Destino AGV Absorbidos
• Producción de ATP
• Síntesis de grasa
• Síntesis de Glucosa
• Difusión pasiva (rumen> omaso y abomaso)
• Velocidad absorcion: C4>C3>C2
ABSORCIÓN AGV
35. Metabolismo energético de los Acidos Grasos Volátiles
Fermentación
microbiana
HIGADO
TEJIDO
ADIPOSO
G6P Glucógeno
Acetil-CoA
ATP CO2
Aas
Acetil-CoA
Acidos grasos libres
AG
AG
AG
Carbohidratos
Propiónico
Acético
Butírico
β−hidroxibutirato
Glucosa
Lipogenesis
Gluconeogenesis
36. Rendimientos energéticos de la Fermentación Microbiana y de
La oxidación de sus productos
Fermentación anaerobia Absorción Utilización Oxidativa
% Aprox. Rendimiento
Hexosa Piruvato 2 Acetato (C2) 65 10 ATP/C2
(20 ATP/C6)
2 Propionato (C3) 25 18 ATP/C3
(36 ATP/C6)
1 Butirato (C4) 10 25 ATP/C4
(25 ATP/C6)
Eficiencia Comparada 65-70%
Hexosa (C6) Oxidación completa 38 ATP
Metano
17-18%
Aprox 75%
Carbohidratos
24-25 ATP
37. • Producción de metano:
55 C6 62 C2+ 25 C3 + 1C4 + 85 CO2 + 125 H2
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O
1 C6 1,18C2 + 0,45 C3 + 0,18 C4 + 0,56 CH4 + 0,98 CO2 1,15 H2O
Consecuencias positivas del rumen:
capacita la digestión de material fibroso
Consecuencias negativas:
conlleva una ineficiencia energética importante
la liberación de metano
Producción de C2 y C4 > C3
FND (CHO estructurales)/ bajos N.A. ,…
38. Actividad α-amilasa muy baja
Ca
Glucosa Ac. Láctico
Aas
AGv
AGv
P
Vit. Hidrosolubles
NH3
ESTOMAGO INT. DELGADO INT. GRUESO
(1-5 h) ( 30´-1h) (> 30 h)
N microbiano
<20 % cerdo
Digestión de los carbohidratos en los equidos
Digestibilidad de PNA Equidos < Rumiantes
Tº retención Equidos < Rumiantes
Ingestión Equidos > Rumiantes
Carbohidratos
Hg-Rñ
Vitaminas B
70% acético
20% propiónico
10% butírico
39. Actividad α-amilasa muy baja
Digestión de los carbohidratos en los equidos
Carbohidratos
pH
ACIDOSIS
Ac. Láctico
Almidón
agua
colitis
Catabolismo N
NH3 + aminas
alergias
acidosis metabólica
endotoxemia
laminitis
Almidon: 0,35-0,4% del PV y toma
Avena > Sorgo > Maiz > Cebada
Forraje antes (1-2h) que el concentrado
40. Digestión de los carbohidratos en los conejos
Carbohidratos
Ciego
Contenido 110-140 g
pH aprox. 6
Estómago
Contenido 90-100g
pH aprox. 2,2
Valvula ileo-cecal
colonduodeno-yeyuno-ileon
AGV H. blandas
41. Carbohidratos
Ciego
Contenido 110-140 g
pH aprox. 6
Estómago
Contenido 90-100g
pH aprox. 2,2
Válvula ileo-cecal
Colon
proximalduodeno-yeyuno-ileon
Cecotrofia: ingestión heces blandas
Capacidad digerir la fibra < caballos < rumiantes
AGV: acético > butírico >propiónico
Almidón: < 20% (cierta restricción de cereales en fórmula)
AGV H. blandas
Digestión de los carbohidratos en los conejos
42. Eficiencia comparada en la utilización de los alimentos
Cereales Leguminosas Gramíneas Paja
10 20 35 50 70 90
Eficienciarelativa
FND en la dieta
No rumiante
Rumiante
Equidos
Panda
Ingestión x aprovechamiento
Carbohidratos
