Carbohidratos en los rumiantes, importancia y efectos

1. LOS CARBOHIDRATOS
EN RUMIANTES

2. LOS CARBOHIDRATOS EN
RUMIANTES
• Son la fuente principal de energía y los
principales precursores de grasa y azúcar
(lactosa) en la leche de vaca.
• Los microorganismos en el rumen permiten
a la vaca obtener energía de los
carbohidratos fibrosos (celulosa y
hemicelulosa) que son ligados a la lignina en
las paredes de las células vegetales.

3. • La fibra es voluminosa y se retiene en el rumen
donde la celulosa y la hemicelulosa fermentan
lentamente.
• Mientras madura la planta, el contenido de
lignina de la fibra incrementa y el grado de
fermentación de la celulosa y hemicelulosa en el
rumen se reduce.
• La presencia de fibra en partículas largas es
necesaria para estimular la rumia.
• La rumia aumenta la separación y fermentación
de fibra, estimula las contracciones del rumen y
aumenta el flujo de saliva hacia el rumen.

4. • La saliva contiene bicarbonato de sodio y
fosfatos que ayudan a mantener el contenido
del rumen en un pH casi neutro.
• Las raciones que no tienen fibra suficiente
producen un porcentaje bajo de grasa en la
leche y contribuyen a desórdenes tales como
desplazamiento de abomaso y acidosis.

5. IMPORTANCIA DE LOS CHF
(CARBOHIDRATOS FIBROSOS)
Son necesarios para:
1. Estimular la rumia.
– Mejora la fermentación.
2. Aumentar el flujo de saliva hacia el rumen.
3. Estimular las contracciones ruminales.

6. • Cuando los carbohidratos de la dieta entran al
rumen son hidrolizados por enzimas
extracelulares de origen microbiano.
• En el caso de los carbohidratos fibrosos, el
ataque requiere de una unión física de las
bacterias a la superficie de la partícula vegetal.
• La acción de las enzimas bacterianas libera
principalmente glucosa y oligosacáridos hacia el
líquido ruminal por fuera de los cuerpos
celulares microbianos.
• Estos productos no son aprovechados por el
rumiante, en su lugar, son rápidamente
metabolizados por la microbiota ruminal.

8. CARBOHIDRATOS NO FIBROSOS
(Almidones y Azúcares)
• Fermentan rápidamente y completamente en
el rumen.
• Incrementan la densidad bacteriana en el
rumen.
• No estimulan la rumia ni la producción de
saliva.
• Cuando se encuentran en exceso pueden
inhibir la fermentación de fibra.

9. DIGESTIÓN FERMENTATIVA
• Es un sistema completamente anaeróbico y
reductor. (No es un sistema aeróbico).
• Su presencia evita la reducción rápida de los
compuestos oxidados que provocaría la
detención del metabolismo bacteriano.
• El Piruvato funciona como captador de
electrones al reducirse para proveer los
reactivos necesarios.

10. PRODUCCIÓN DE ÁCIDOS
VOLÁTILES EN EL RUMEN
• La población de microorganismos ruminales
fermenta los carbohidratos para producir
energía, gases ( CH4 y CO2 ), calor y ácidos.
• Los ácidos volátiles (AGV) que se producen
son:
– Ácido acético
– Ácido propiónico
– Ácido butírico
• Conforman el 95% de los ácidos que se
producen en el rumen.

11. • En la digestión fermentativa, el piruvato puede funcionar
como el captador de electrones.
• Al reducirse provee el material necesario para la
regeneración del NAD+ (oxidada) (nicotinamida adenin
dinucleótido,) y el retiro general del NADH+H (reducida),
con una producción adicional de ATP.
• El CO2 puede reducirse para formar metano aceptando
electrones para la regeneración del NAD y de FAD
(flavina adenindinucleótido-oxidada).
• Este proceso transformador del piruvato da lugar a los
productos terminales de la digestión fermentativa de los
carbohidratos, los llamados ácidos grasos volátiles
(AGV).
– Acético (CH3-COOH),
– Propiónico (CH3-CH2-COOH) y
– Butírico (CH3-CH2-CH2-COOH).

14. • También la fermentación de los aminoácidos
produce iso-ácidos que se utilizan para la
síntesis de proteínas por las bacterias
ruminales.
• El CO2 y CH4 son eructados, y la energía
todavía presente en el CH4 se pierde.
• Si no es necesario para el mantenimiento de
la temperatura del cuerpo, el calor producido
durante fermentación se disipa.

15. • Efectos de los AGV:
– La producción de leche.
– El porcentaje de grasa en la leche.
– La eficiencia de convertir alimentos a leche.
– El valor relativo de una ración para la producción
de leche en lugar de engorde.

17. PRODUCCIÓN DE GLUCOSA EN EL
HÍGADO
• Todo el propionato se convierte en glucosa en el
hígado.
• El hígado utiliza los aminoácidos para la síntesis de
glucosa.
• No hay glucosa absorbida del tracto digestivo y
todos los azúcares encontrados en leche deben ser
producidas por el hígado.
– 900 g lactosa cuando se producen 20kg de leche.
• La excepción se da cuando las vacas son
alimentadas con grandes cantidades de
concentrados ricos en almidones (resistentes a la
fermentación).

18. • En el hígado el propionato y el acetato son
incorporados al metabolismo energético.
• El ácido propiónico es el único de los AGV que
el hepatocito puede transformar en glucosa, en
la vía de la gluconeogénesis.
• Las moléculas de glucosa sintetizadas en este
proceso, serán exportadas hacia los tejidos
extrahepáticos, quienes serán los encargados
de utilizarla como la primera fuente de energía
altamente disponible para sostener las
necesidades fisiológicas de mantenimiento y
reproducción.

19. ÁCIDO LÁCTICO
• El almidón resiste la fermentación y pasa directo
al intestino delgado.
• El ácido láctico (lactato) es una fuente
alternativa de glucosa para el hígado.
• Se encuentra en ensilajes bien preservadas.
• La producción de lactato en el rumen se da
cuando hay un exceso de almidón en la dieta.
• Produce acidificación en el rumen, se detiene la
fermentación de fibras.
– La vaca deja de comer en casos extremos.

20. SÍNTESIS DE LACTOSA Y GRASA
EN EL HÍGADO
• Durante la lactancia se requiere una alta dosis
de glucosa.
• La glucosa se utiliza para producir lactosa
(azúcar de la leche).
• La cantidad de lactosa sintetizada en la ubre
está ligada con la producción diaria porque es
constante.
• Para mantener la producción constante se
agrega agua por las células secretorias hasta
lograr una concentración aproximadamente de
4,5%

21. • La producción de leche en las vacas lecheras
está altamente influida por la cantidad de
glucosa derivada del propionato producido en el
rumen.
• La glucosa se convierte en glicerol que se utiliza
para la síntesis de grasa de la leche.
• El acetato y el hidroxibutirato se utilizan para la
formación de los ácidos grasos saturados que
contienen de 4 a 16 átomos de carbono.
• La fuente de energía proviene de Glucosa,
cetonas y acetato.

22. EFECTO DE LA DIETA SOBRE LA
FERMENTACIÓN RUMINAL Y EL
RENDIMIENTO DE LECHE

23. • La fuente de carbohidratos en la dieta
influye la cantidad y relación de AGV
producidos en el rumen.
• Cuando la ración contiene una alta
proporción de forrajes la población de
microbios convierte los carbohidratos
fermentados a aproximadamente.
– 65% ácido acético
– 20% ácido propiónico
– 15% ácido butírico

24. PROPORCIÓN DE AGV SEGÚN
DIETAFORRAJES
CONCENTRADOS

25. CARBOHIDRATOS NO FIBROSOS
(Concentrados)
• Promueven la producción de ácido
propiónicos.
• Rinden más AGV (más energía) porque son
fermentados eficientemente.
• Se da una mayor proporción de propionato
en lugar de acetato.
• Los carbohidratos fibrosos (forrajes)
estimulan la producción de ácido acético en
el rumen

26. • Cuando la dieta es rica en concentrados con
forrajes bien molidos el porcentaje de ácido
acético se reduce a valores menores del 40%
y el propionato aumenta a valores superiores
del 40%.
• La producción de leche puede aumentarse
por la glucosa proveniente del propionato,
limitándose el suministro de ácido acético y
por ende de grasa.

28. El equilibrio entre carbohidratos fibrosos y
no fibrosos es importante al alimentar las
vacas lecheras para la producción eficiente
de leche

29. • Un exceso de propionato en relación con el
acetato causa que la vaca utilice la energía
disponible para almacenar tejido adiposo,
aumentando el peso corporal en lugar de
producir leche.
• Efectos negativos en la vaca.
– Hígado graso
– Cetosis
– Distocia (dificultad para parir)
• Insuficiente concentrado en la ración limita la
ingestión de energía y la producción de leche.

31. PROBLEMAS POR INGESTA DE
CARBOHIDRATOS

32. DESEQUILIBRIOS
• Cuando se suministra a los animales una
ración excesivamente abundante en
carbohidratos fácilmente asimilables y
escasa en fibra se producen desequilibrios.
– Aumento rápido de los gases ruminales.
– Descenso del pH (acidez).
• El aumento rápido de los gases puede
generar timpanismo consistente en la
formación de gran cantidad de espuma
estable que llega a bloquear el cardias e
impedir el eructo.

33. • El origen más común de este trastorno se
suele dar de forma crónica en los cebaderos
cuando los animales se alimentan con una
ración rica en concentrado.
• Se puede evitar incluyendo más fibra en la
ración y en casos muy graves realizando una
punción del rumen.
• En otras ocasiones el origen del timpanismo
radica en el consumo de pastos de
leguminosas aunque en este caso el agente
espumante no son los carbohidratos sino la
proteína.

34. ABOMASO DESPLAZADO
• El abomaso desplazado y su torsión es otro
trastorno generado por la producción de
gases en el rumen, puede ser necesaria la
intervención quirúrgica para corregirlo
puesto que se suele dar en las vacas más
grandes y que reciben mayor ración de
concentrados, y por lo tanto se supone que
son las más valiosas.

35. PARAQUERATOSIS
• La paraqueratosis del rumen consiste en una
queratinización de la mucosa del rumen
donde se producen también inflamación y
ulceraciones.
• Por estas penetran bacterias y toxinas que
vía sanguínea van al hígado creando
abscesos o pueden llegar por el torrente
sanguíneo a lugares como las pezuñas y
provocar laminitas y cojeras.

36. ACIDOSIS LÁCTICA
•
• La acidosis láctica se produce por una ingestión
aguda (atracón) de concentrados.
• Aparece de repente mucho ácido láctico
generado por la fermentación de carbohidratos
fácilmente asimilables con lo que el pH
desciende bruscamente afectando a la
microbiología del rumen.
• Además de las consecuencias sobre la digestión
y fermentación del alimento que conlleva se
produce un paso de ácido láctico a sangre y la
acidosis se hace sistémica.
•

37. LOS CARBOHIDRATOS
EN MONOGÁSTRICOS

38. MONOGÁSTRICOS
• El producto principal de la digestión de los
carbohidratos en los monogástricos es la
glucosa originada principalmente a partir del
almidón.
• Constituye asimismo, el material inicial para los
procesos de síntesis.
• La glucosa se mueve por el organismo a través
de la sangre y su nivel (glucemia) se mantiene
dentro de unos límites bastante estrechos (70-
100 mg/100 ml, en monogástricos).

39. • Este nivel es el resultado de dos procesos
opuestos:
– Paso de glucosa a sangre procedente del
alimento y de la acumulada en el hígado y
otros órganos y,
– Salida de glucosa del torrente circulatorio
con fines de oxidación y síntesis en los
tejidos donde sea requerida (hígado,
cerebro, músculos, etc.).

40. • GLUCOGÉNESIS:
– Paso de la glucosa circulante a glucógeno
(hígado).
• GLUCOGENÓLISIS.
– Reconversión del glucógeno en glucosa.

41. FUENTES DE GLUCOSA
1. El intestino delgado que es la procedente de los
alimentos.
2. Glucosa sintetizada en los tejidos corporales
particularmente el hígado a partir de sustancias
distintas de los carbohidratos, como ácido láctico,
propiónico y glicerol, a este proceso se le
denomina gluconeogénesis.
3. El glucógeno almacenado en el hígado y en el
músculo principalmente (proceso de
glucogenolisis).

42. DESTINOS DE LA GLUCOSA EN
SANGRE
1. Síntesis y reserva de glucógeno.
– En este proceso actúa la enzima glucógeno-
sintetasa cuya producción y actuación se
estimula tras una comida rica en carbohidratos.
2. Conversión en grasa.
– Como la cantidad de glucosa que puede
almacenarse en forma de glucógeno es limitada,
el exceso se convierte en grasa, esto supone la
degradación previa hasta piruvato.

43. 3. Conversión en aminoácidos.
– Aminoácidos no esenciales que obtienen sus
cadenas carbonadas de la glucosa.
4. Fuente de energía.
– Por oxidación completa hasta dióxido de carbono
y agua produciendo ATP como fuente de energía.
1 mol de glucosa proporciona 38 moles de ATP.

44. CICLO DE CORI
• Mecanismo fisiológico por el cual la reservas
musculares de glucógeno sirven como aporte
energético anaerobio para los músculos que
trabajan cuando el aporte de oxígeno no es
suficiente para la oxidación total de la glucosa.
• La glucosa se convierte en lactato por
glucólisis.
• El lactato no puede metabolizarse en el músculo
pero pasa a la sangre y al hígado para
resintetizar glucosa y seguidamente glucógeno.