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![• Formación de acetato y butirato vía piruvato: acetil CoA como
intermediario.
• Formación de propionato: vía del succinato y la vía alterna del acrilato.
• La fermentación de 1 mol de carbohidrato origina 2 moles de acetato, 2
moles de propionato o 1 mol de butirato:
Hexosa 2 piruvato + 4[H]* + 2ATP
2 piruvato + 2H2O 2 acetato + 2CO2 + 2H2 + 2ATP
2 piruvato + 8[H] 2 propionato + 2H2O + 2ATP
2 piruvato + 4[H] butirato + 2H2 + 2CO2 + 2ATP
CO2 + H2 CH4 + 2H2O + ATP
*[H] = coenzimas reducidas](https://image.slidesharecdn.com/microbiologiaruminal-230218233741-c2f5443b/85/Microbiologia-ruminal-ppt-32-320.jpg)
![Absorción Ruminal
• Papilas de
rumen –
retículo:
• Difusión pasiva
(mayormente)
• Difusión
facilitada
• Determinada
por:
• [ ] en fluido
ruminal
• pH (bajo)
• Tamaño de la
cadena de AGV
• Orden: butirato,
propionato,
acetato
• Absorción:
• 76% rumen –
retículo
• 19% omaso –
abomaso
• 5% intestinos](https://image.slidesharecdn.com/microbiologiaruminal-230218233741-c2f5443b/85/Microbiologia-ruminal-ppt-34-320.jpg)
![Metabolismo Post – Hepático AGV
• Acetato
transformado
Acetil CoA
• Disponibilidad
tisular de acetato
• Difusión simple
(depende [ ])
• [ ] sanguínea
depende [ ] líquido
ruminal
ATP ADP](https://image.slidesharecdn.com/microbiologiaruminal-230218233741-c2f5443b/85/Microbiologia-ruminal-ppt-51-320.jpg)
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- 1. FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIAY ZOOTECNIA PRINCIPIOS DE NUTRICION EN RUMIANTES Dr. Francisco I. Juarez Lagunes
- 2. Introducción • Alimentación Rumiante:forraje • Fresco, henificado, ensilado • 40 - 80% MS forrajes: Fibra • Celulosa, hemicelulosa, lignina • Eficiencia por especie • Microbiota: bacterias y protozoarios • Gram (-): forrajes • Gram (+): cereales (granos) • Protozoarios • Hongos • Fermentación: AGV y Proteina Microbiana
- 3.
- 4. Generalidades • Rumen: representa15 – 20% PV • Bovino: 120 – 220 lts • Oveja / Cabra: 8 – 12 lts Especie Cap. (%) Rumen – Retículo (%) Omaso (%) Abomaso (%) Bovino 71 69 8 23 Oveja / Cabra 67 64 25 11
- 5. Rumen • El másgrande de los preestómagos. • Saculado por pilares musculares. • Numerosas papilas. • Almacén y mezcla de alimento. • Ambiente anaerobio para flora ruminal. • Poza de fermentación por excelencia.
- 6. Retículo • Saco craneoventraldel rumen. • Epitelio reticular en forma de celdas con numerosas papilas. • Receptáculo para objetos pesados ingeridos. • Conectado al omaso por el orificio retículo-omasal (válvula que retiene partículas alimenticias en el rumen hasta tener un diámetro de 1 a 2 mm).
- 7. Omaso • Recibe partículasde alimento masticadas y digeridas por microorganismos. • Esférico. • Anchos pliegues longitudinales u hojas en su interior, con pequeñas papilas. • Absorbe agua y electrolitos de los alimentos. • Retiene partículas de materia entre sus hojas.
- 8. Condiciones Ruminales..... Microorganismos Motilidad Temperatura MedioAcuoso Sustrato Anaerobiosis pH
- 9. Microorganismos ruminales....un mundodentro del animal
- 10. Cuántos son muchos..... Bacterias...1a 10 mil millones/mL de líquido ruminal Protozoarios...20 a 200 mil/mL de líquido ruminal 200 a 1100 mg/100 mL de líquido ruminal 300 a 1600 mg/100 mL de líquido ruminal x100 x350 x3000 x5000
- 11. Fibra en laAlimentación del Ganado
- 12. Qué es la fibray como medirla Importancia de la fibra Fibra físicamente efectiva Fuentes de fibra de subproductos que no son forrajes
- 13. Qué es la fibra ParedCelular Contenido Celular Contenido celular Proteínas, Lípidos, Ácidos orgánicos Azúcares, Almidón Fructanas Pared celular Hemicelulosa Celulosa Lignina Placa intermedia Pectina beta-glucanos
- 14. Importancia de lafibra en rumiantes.....
- 15. Importancia de la fibra -Estímulo para la motilidad ruminal Mezclado de sustratos y microorganismos - Estímulo para rumia Regurgitación Remasticación Reinsalivación Redeglución - Formación de una red ruminal de fibras largas Soporte para partículas pequeñas para mejor utilización
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- 17.
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- 19. - Poco estímulopara motilidad ruminal y rumia - Disminución del % de grasa en leche - Nula formación de una red ruminal de fibras largas Insuficiente fibra efectiva..... - Disminución del pH del líquido ruminal - Disminución de productividad
- 20. Ingrediente FDN (% de MS) Fracción retenidaen criba de 1.18 mm Heno de pasto Heno de leguminosa Ensilado de leguminosa, picado grueso Ensilado de leguminosa, picado fino Ensilado de maíz 65 50 50 50 51 0.98 0.92 0.82 0.67 0.81 Distribución de partículas de forrajes
- 21. Ingrediente Tamaño promedi o mm Fracción retenidaen criba de 1.18 mm Pulpa de cítricos Olote de maíz molido Salvado de maíz Salvado de trigo Grano de cervecería Cáscara de cacahuate molida Grano seco de destilería Cáscara de soya molida 2.59 1.23 0.96 0.86 0.69 0.59 0.49 0.45 0.76 0.56 0.36 0.33 0.18 0.12 0.04 0.03 Distribución de partículas de subproductos considerados como fuentes de fibra no forrajera
- 22.
- 23.
- 24. Gram (+) Gram(-) Fibrobacter spp., Butyrivibrio spp. Lactobacillus spp., Methanobacterium spp. Ruminococcus spp., Streptococcus spp. Acetato Lactato Metano H+ Bacteroides spp., Megasphera spp. Selenomonas spp., Succinomonas Succinivibrio spp. Acetato Propionato Succinato
- 25. Origen y Significancia •Importantes: • Acético • Propiónico • Butírico • Fermentación: • Rumen – retículo • Intestino • Hígado • Acetato: • Acetil CoA • Acetileno • Fosfato de acetilo
- 26. Origen y Significancia •Propionato: • Succinato • Acrilato • Butirato: • Acetato • Piruvato • glutamato • Interconversión • Acetato : propionato : butirato • Forraje: 65 : 20 :10 a 70 : 20 : 10 • Concentrado: 45 : 40 : 15 a 50 : 40 :10 • pH • Síntesis de proteína
- 27. Ácido acético Ácido propiónico Ácidobutírico Proteínas Valina Isobutirato Leucina Isovalerato Isoleucina 2-metilbutirato Substratos para la fermentación ruminal • Todos los carbohidratos y proteínas de la dieta. Carbohidratos Aminoácidos =
- 28. ALMIDÓN, AZÚCAR, FIBRAPROTEÍNAS Péptidos Aminoácidos Microorganismos AGV CO2 CH4 + NH3 Rutas de degradación ruminal de carbohidratos y proteínas
- 29. CELULOSA PECTINA HEMICELULOSA ALMIDÓN AZÚCARESSOLUBLES Pentosas Hexosas Ciclo de la pentosa Vía de Embden-Meyerhof Piruvato Formato Vía del acrilato Acetil CoA CO2 + H2 Vía del succinato Metano ACETATO BUTIRATO PROPIONATO Principales vías del metabolismo de los carbohidratos en el rumen
- 30. • Cambios enla proporción forraje:concentrado de la dieta = influyen en la cantidad y porcentaje de AGVs producidos en rumen. • AGVs: gran influencia en la producción de leche, porcentaje de grasa láctea, eficiencia de la conversión de alimento a leche y valor relativo de una ración para producción de leche contrario al depósito de grasa.
- 31. CELULOSA HEMICELULOSA PECTINASALMIDONES Y AZÚCARES Metano Pentosas Ácidos urónicos Hexosas Ciclo de las Pentosas Ácido pirúvico Rutas para la hidrólisis de los polisacáridos alimenticios en el rumen
- 32. • Formación deacetato y butirato vía piruvato: acetil CoA como intermediario. • Formación de propionato: vía del succinato y la vía alterna del acrilato. • La fermentación de 1 mol de carbohidrato origina 2 moles de acetato, 2 moles de propionato o 1 mol de butirato: Hexosa 2 piruvato + 4[H]* + 2ATP 2 piruvato + 2H2O 2 acetato + 2CO2 + 2H2 + 2ATP 2 piruvato + 8[H] 2 propionato + 2H2O + 2ATP 2 piruvato + 4[H] butirato + 2H2 + 2CO2 + 2ATP CO2 + H2 CH4 + 2H2O + ATP *[H] = coenzimas reducidas
- 33. A partir delpiruvato, y por diferentes reacciones, se forman los distintos AGVs que caracterizan la fermentación ruminal. PIRUVATO CO2 + H2 Formiato Acetil CoA Oxalacetato Lactato Acetil CoA Acetil CoA CO2 4H ACETATO CoA CO2 H2 Acetil-P Malonil CoA Propionil CoA Lactil CoA Acetacetil CoA Succinato H2O CoA 2H Acrilil CoA CH4 ACETATO PROPIONATO 2H B-hidroxibutiril CoA Succinil CoA Propionil CoA H2O ACETATO Crotonil CoA Metilmalonil CoA Acetil CoA 2H Butiril CoA PROPIONATO ACETATO Acetil CoA BUTIRATO Vías de producción de AGVs a partir del piruvato
- 34. Absorción Ruminal • Papilasde rumen – retículo: • Difusión pasiva (mayormente) • Difusión facilitada • Determinada por: • [ ] en fluido ruminal • pH (bajo) • Tamaño de la cadena de AGV • Orden: butirato, propionato, acetato • Absorción: • 76% rumen – retículo • 19% omaso – abomaso • 5% intestinos
- 35. Ac 70 Prop 20 But10 20 10 5 50 10 1 4 ( OH but) Fuido Ruminal Pared Ruminal Sangre Portal Absorción Ruminal
- 36. Metabolismo Hepático AGV •Mayor parte en hígado • Propionato: • Glucosa • Lactato • Butirato: • hidroxibutirato • Acetato: sin biotranformación
- 37. Ac 70 Prop 20 But10 Rumen Sangre Hígado Sangre portal periférica 50 10 1 4 Glucosa CO2 OH but Acetato Glucosa OH but
- 38. ACETATO Cuerpos Acetil CoA BUTIRATOcetónicos Grasa Citrato Glicerol (AcCoA) Piruvato Oxalacetato PEP Succinato CO2 Glucosa PROPIONATO Proteína Aminoácidos Principales vías para el metabolismo de los AGVs
- 39.
- 40. Acetato • Mínima utilizaciónen el hígado. • Oxidado en casi todos los tejidos del cuerpo para generar ATP. • Principal fuente de acetil CoA para la lipogénesis en el tejido adiposo y hepático de los rumiantes. • De gran importancia para la producción de los ácidos grasos de cadena corta de la leche. • Hasta 40% es utilizado en el metabolismo mamario. • Un 30% del acetato tomado por la glándula es oxidado y la mayor parte del resto es incorporada a los ácidos grasos C4 a C16.
- 41. ATP + CoA ACETATOAcetil CoA Aceto Acetil CoA Malonil CoA Citrato 3,3 hidroximetilglutaril CoA Ácidos grasos Ciclo de Krebs Ácido mevalónico Cuerpos cetónicos CO2 Esteroles (colesterol) Metabolismo del acetato
- 42. Propionato • Parte metabolizadoa lactato y el resto pasa a la circulación portal para ser metabolizado en el hígado a glucosa o ser oxidado a CO2. • El lactato producido por la pared ruminal es tomado por el hígado para síntesis de glucosa. • Propionato: principal substrato para la gluconeogénesis, que es crítica para el rumiante porque es mínima la cantidad de glucosa que se absorbe como tal en el intestino delgado. • Propionato: necesario para producción de leche en cantidad, debido a la generación de glucosa.
- 43. MITOCONDRIA PROPIONATO Propionil CoAMetil malonil CoA CO2 Oxalacetato Succinil CoA Ácido málico Ácido fumárico Ácido succínico Ácido málico Oxalacetato Fosfoenol piruvato D-glucosa CITOPLASMA Vía metabólica de utilización del propionato en el hígado del rumiante
- 44. Butirato • Metabolizado ensu mayor en el epitelio ruminal a cuerpos cetónicos, principalmente acetoacetato y (D-) -hidroxibutirato, los cuales son interconvertidos en el hígado. • Cuerpos cetónicos: importante fuente de energía al ser oxidados en la mayoría de los tejidos del organismo, principalmente cuando las reservas de energía necesitan ser movilizadas de la grasa corporal (subnutrición o situaciones de gran demanda de energía). • El 80% de los cuerpos cetónicos circulantes provienen de la producción ruminal de butirato y una pequeña a partir de los ácidos grasos de cadena larga en el hígado.
- 45. 3-HIDROXIBUTIRATO ACETOACETATO Succinil CoA Ácido succínico AcetoacetilCoA 2 acetil CoA Oxaloacetato Ciclo de Krebs CO2 Vía de oxidación de los cuerpos cetónicos
- 46. Metabolismo Hepático AGV •Principal fuente de glucosa: • Propionato • Ciclo de Krebs (Ac. tricarboxílicos) • 17 moléculas de ATP • Propionato no transformado • Embden – Meyerhof • 18 moléculas de ATP • hidroxibutirato • Ciclo de Krebs (Ac. tricarboxílicos) • 27 moléculas de ATP
- 47. Glucosa Síntesis de Ac.grasos de cadena larga a partir de glucosa Piruvato Acetil CoA OAA Ciclo TCA Citrato Mitocondria Ac. grasos de cadena larga NADPH OAA Acetil CoA Citosol
- 48. Metabolismo Post –Hepático AGV • Principal AGV derivado polisacáridos: • Acetato • Nula hepato – bio – transformación • Fuente de energía varios tejidos • Ciclo de Krebs (10 moléculas ATP) • Metabolizado: • Músculos: esquelético y cardiaco • Riñón • Glándula mamaria • Tejido Adiposo • Principal fuente de Ac. grasos de cadena larga: • Tejido adiposo • Grasa de la leche
- 49. Principales rutas metabólicas Acetato TejidoDestino Metabólico Músculo Esquelético CO2 + H2O Músculo Cardiaco CO2 + H2O Riñón CO2 + H2O Tejido Adiposo Ac. grasos cadena larga, triglicéridos Glándula Mamaria Ac. grasos cadena larga, grasa en leche
- 50. Síntesis de Ac.grasos de cadena larga a partir de acetato Glucosa Piruvato Acetil CoA OAA Citrato Mitocondria Ciclo ATC Ac. grasos de cadena larga OAA Acetil CoA Acetato Citosol X
- 51. Metabolismo Post –Hepático AGV • Acetato transformado Acetil CoA • Disponibilidad tisular de acetato • Difusión simple (depende [ ]) • [ ] sanguínea depende [ ] líquido ruminal ATP ADP
- 52. COMPOSICIÓN DE ÁCIDOSGRASOS DE ALGUNOS INGREDIENTES NUTRICIONALES PARA ANIMALES Ingrediente Ác Graso % Mirístico 14:0 Palmítico 16:0 Palmitoléico 16:1 Esteárico 18:0 Oleico 18:1 Linoleico 18:2 Linolénico 18:3 Sorgo 2.3 - 20.0 5.2 1.0 31.6 40.2 2.0 Sebo 99.8 - - - 18.8 39.7 4.5 1.0 Aceite Palma 100 1.5 42.0 - 4.0 43.0 9.5 - Aceite Soya 100 T * 10.7 T 3.9 22.8 50.8 6.8 Pasto - 1.1 16.0 2.5 2.0 3.4 13.1 61.3
- 53. Por Biohidrogenación Bacteria Celulolítica Butyrivibriofibrisolvens 9-desaturasa Por Síntesis Isomerización enzimática
- 54. BIOHIDROGENACIÓN EN RUMEN Grasade la dieta Cis-9, cis-12 C18:2 (Acido Linoleico) Cis-9, trans11 C18:2(Acido Ruménico) Trans-11 C18:1 (Acido Vaccénico) C 18:0 (Acido Esteárico)
- 55. HIGADO Lipolisis completa(-oxidación) Utilización de Lípidos en condiciones normales Alimento Tejido Adiposo Lipoproteínas (Ácidos Grasos) Acetil Coenzima-A CO2, Agua Energía Energía GLUCOSA Gluconeogénesis Oxaloacetato PROPIONATO T. Sanguíneo
- 56. Consumo Alimento Balance Energético Negativo Propionato HIGADO Metabolismo de Lípidos en Vacas Frescas Movilización de Tejido Adiposo Ácidos Grasos Lipolisis Incompleta (-oxidación) Acetil Coenzima A CO2, Agua Energía Energía Oxaloacetato X X T. Sanguíneo X GLUCOSA PROPIONATO X
- 57. HIGADO Metabolismo deLípidos en Vacas Frescas Movilización de Tejido Adiposo Ácidos Grasos CETOSIS Lipolisis Incompleta (-oxidación) Acetil Coenzima A CO2, Agua Energía Energía Oxaloacetato X X T. Sanguíneo acetoacetato -OH butirato X GLUCOSA PROPIONATO X Consumo Alimento Balance Energético Negativo Propionato
- 58. DESATURACIÓN EN TEJIDO C18:0 Delta-9desaturasa cis-9 C18:1 trans-11 C18:1 Delta-9 desaturasa cis-9, trans-11 C18:2 CLA
- 59. CLA content ofvarious foods Foodstuff Total CLA content (mg/g fat) Dairy products Homogenized milk Butter fat Mozzarella cheese Plain yogurt Ice cream Meat Ground feed Lamb Pork Chicken Salmon Ground turkey 5.5 4.7 4.9 4.8 3.6 4.3 5.6 0.6 0.9 0.3 2.5
- 60. RESULTADOS DE CONTENIDODE CLA EN CARNE COMERCIAL EN VERACRUZ MUESTRA CLA mg/g grasa Molida Popular 12.33 Bisteck de aguayon 14.54 Bisteck para asar 4.86 Sabanita especial 11.64 Borrego 16.85
- 61. FACTORES DIETARIOS QUE INCREMENTANCLA EN LECHE Grasas insaturadas Grasas insaturadas con sales de calcio Semillas de oleaginosas procesadas Aceite de pescado Algas marinas Pasturas Suplementos con CLA