La digestión de los carbohidratos en rumiantes implica la degradación ruminal y digestión. En el rumen, la acción mecánica y enzimática de las bacterias, protozoos y hongos degrada los componentes estructurales como la celulosa, hemicelulosa y almidón, así como los no estructurales como azúcares solubles y pectinas. Los productos de esta degradación son absorbidos en el rumen o pasan al intestino delgado para su digestión final.

1. 1
DIGESTIÓN DE LOSDIGESTIÓN DE LOS
CARBOHIDRATOS EN RUMIANTESCARBOHIDRATOS EN RUMIANTES
Cecilia CajarvilleCecilia Cajarville
Curso de NutriciónCurso de Nutrición 20122012
DegradaciónDegradación ruminalruminal yy digestióndigestión dede
loslos hidratoshidratos dede carbonocarbono enen rumiantesrumiantes
IntroducciónIntroducción
Degradación comp. estructuralesDegradación comp. estructurales
acción mecánicaacción mecánica
acción enzimáticaacción enzimática
Degradación comp. no estructuralesDegradación comp. no estructurales
degradación ruminaldegradación ruminal
digestión intestinaldigestión intestinal

2. 2
CarbohidratosCarbohidratos C, H, OC, H, O
MonosacáridosMonosacáridos:: azúcaresazúcares simplessimples
triosastriosas (C(C33HH66OO33),), pentosaspentosas (C(C55 HH1010OO55),), hexosashexosas (C(C66HH1212OO66))
OligosacáridosOligosacáridos:: cadenascadenas cortascortas dede monosacáridosmonosacáridos..
DisacáridosDisacáridos:: sacarosasacarosa (azúcar(azúcar dede cañacaña:: glucosaglucosa--fructosa),fructosa),
lactosalactosa (azúcar(azúcar dede lala lecheleche:: glucosaglucosa--galactosa),galactosa), maltosamaltosa
(forma(forma elel almidónalmidón:: glucosaglucosa--glucosa)glucosa)
PolisacáridosPolisacáridos:: muchasmuchas unidadesunidades dede monosacáridosmonosacáridos..
HomopolisacáridosHomopolisacáridos:: almidón,almidón, glucógeno,glucógeno, celulosacelulosa
HeteropolisacáridosHeteropolisacáridos:: hemicelulosa,hemicelulosa, pectinaspectinas
ALIMENTO
agua
materia
seca
materia
orgánica
cenizas
lignina
taninos
terpenos
etc.
compuestos
secundarioslípidosh. de carbonoproteínas

3. 3
ALIMENTO
agua
materia
seca
materia
orgánica
cenizas
lignina
taninos
terpenos
etc.
compuestos
secundarioslípidosh. de carbonoproteínas
ALIMENTO
agua
materia
seca
FIBRA
azúcares
solubles pectinas
almidón
celulosa hemicelulosa
materia
orgánica
cenizas
rápidamente
fermentescibles
almacenamiento estructurales
lignina
taninos
terpenos
etc.
compuestos
secundarioslípidosh. de carbonoproteínas

4. 4
estructurales
celulosa: el más abundante de la naturaleza
enlace β 1-4 (900-2000 mol de glucosa)
hemicelulosa: mezcla de compleja y heterogénea de polímeros de
monosacáridos lineales y ramificados (xilosa, arabinosa, glucosa,
galactosa, ac. urónico)
lignina: comp. fenólico, derivados fenilpropano (cumaril, coniferil,
sinapil), soporte estructural
Su digestión depende de lo que se degrade en el rumen
lula
Pared celular de los forrajes
Lámina mediaLámina mediaPared primaria Pared secundariaPared secundaria
Celulosa
(20-40)
Hemicelulosa
(10-40)
Lignina
(5-10)
rigidez (lignina)
celulosa ordenada
hemicelulosa
dinámica, se alarga
celulosa desordenada
da forma
pectinas
CONTENIDO
CELULAR
azúcares
lípidos
minerales
proteínas

5. 5
DegradaciónDegradación ruminalruminal yy digestióndigestión dede
loslos hidratoshidratos dede carbonocarbono enen rumiantesrumiantes
IntroducciónIntroducción
Degradación comp. estructuralesDegradación comp. estructurales
acción mecánicaacción mecánica
acción enzimáticaacción enzimática
Degradación comp. no estructuralesDegradación comp. no estructurales
degradación ruminaldegradación ruminal
digestión intestinaldigestión intestinal
RUMEN
generador de proteína:generador de proteína:
MICROBIOSMICROBIOS
Medio Acuoso Aporte de alimentos semicontinuo Eliminación de residuosMedio Acuoso Aporte de alimentos semicontinuo Eliminación de residuos
degradación de fibrasdegradación de fibras

6. 6
75% del contenido digestivo
20% PV
80% agua; 80% de la MS: FND
150 l saliva
tº estable
Anaerobiosis
pH 6,5
2500 contracciones
Absorción y eructación
ORO (1600 aperturas de evac)
Saliva:
• 80 – 100 litros/día
Ciego
Intestino delgado
Abomaso
Omaso
Intestino grueso
Retículo
Orificio
Retículo-Omasal
(pasan partículas < 2 mm)
Pastoreo: 4 – 10 hs/día
Rumia: 6 – 10 hs/día
Incisivos:
morder y
arrancar
Molares:
masticación
Flujo: 120 – 200 litros/día
acción mecánica

7. 7
10 - 12 comidas diarias/8 horas
Tiempo de masticación:
tamaño de partícula
facilidad de conminución
densidad
mayor en forrajes
aumenta con la fibra
Acción mecánica
MSI
(kd/d)
DMI
(h/d)
DMR
(h/d)
DMI
(h/kg)
DMR
(h/kg)
períodos
(nº)
duración
(m)
gramínea
preflor.
5,8 8,7 3,3 5,1
paja 4,1 9,7 5,9 13,9
Adaptado de Dulphy et Demarquilly, 1995Adaptado de Dulphy et Demarquilly, 1995
VariacionesVariaciones dede actividadesactividades dede ingestióningestión yy rumiarumia enen unun borregoborrego “tipo”“tipo”
dede 6565 kgkg segúnsegún elel forrajeforraje (distribución(distribución adad libitumlibitum 22 vecesveces alal día)día)

8. 8
MSI
(kd/d)
DMI
(h/d)
DMR
(h/d)
DMI
(h/kg)
DMR
(h/kg)
períodos
(nº)
duración
(m)
gramínea
preflor.
5,8 8,7 3,3 5,1 17 31
paja 4,1 9,7 5,9 13,9 17 34
Adaptado de Dulphy et Demarquilly, 1995Adaptado de Dulphy et Demarquilly, 1995
VariacionesVariaciones dede actividadesactividades dede ingestióningestión yy rumiarumia enen unun borregoborrego “tipo”“tipo”
dede 6565 kgkg segúnsegún elel forrajeforraje (distribución(distribución adad libitumlibitum 22 vecesveces alal día)día)
MSI
(kd/d)
DMI
(h/d)
DMR
(h/d)
DMI
(h/kg)
DMR
(h/kg)
períodos
(nº)
duración
(m)
gramínea
preflor.
1,72 5,8 8,7 3,3 5,1 17 31
paja 0,70 4,1 9,7 5,9 13,9 17 34
Adaptado de Dulphy et Demarquilly, 1995Adaptado de Dulphy et Demarquilly, 1995
VariacionesVariaciones dede actividadesactividades dede ingestióningestión yy rumiarumia enen unun borregoborrego “tipo”“tipo”
dede 6565 kgkg segúnsegún elel forrajeforraje (distribución(distribución adad libitumlibitum 22 vecesveces alal día)día)

9. 9
ALIMENTO LIGNIFICADOALIMENTO LIGNIFICADO
tiempo de ingestión
tiempo de rumia
tiempo de retención
efecto de repleción
contenido ruminal
FIBRA DE BUENA CALIDADFIBRA DE BUENA CALIDAD
FORRAJE LIGNIFICADO
Resistencia a rumia
Tasa de pasaje lenta, repleción
Baja digestibilidad
FORRAJE TIERNO
Facilidad de conminución
Tasa de pasaje rápida
Alta digestibiildad
BAJO CRECIMIENTO MICROBIANO
ALTO CRECIMIENTO MICROBIANO

10. 10
Tránsito de la digesta en un rumianteTránsito de la digesta en un rumiante
Rumen: compartimento que retiene los alimentosRumen: compartimento que retiene los alimentos
TiempoTiempo dede retenciónretención enen rumenrumen
TasaTasa dede pasajepasaje
DegradaciónDegradación ruminalruminal yy digestióndigestión dede loslos
hidratoshidratos dede carbonocarbono enen rumiantesrumiantes
IntroducciónIntroducción
Degradación comp. estructuralesDegradación comp. estructurales
acción mecánicaacción mecánica
acción enzimáticaacción enzimática
Degradación comp. no estructuralesDegradación comp. no estructurales
degradación ruminaldegradación ruminal
digestión intestinaldigestión intestinal

11. 11
acción enzimática
colonización y erosión (intensidad),
tiempo de latencia (3-10h)
bacterias
protozoos
hongos
los tallos y su degradación
tratamientos
Fibrobacter succinogenes
Butyrivibrio fibrisolvens
Ruminococcus albus
Ruminococcus flavefaciens
200 spp, 1010/ml
vaca lechera: 10 kg MF de bacterias
req: NH3, P, S, AGV ramificados
GLUCOSAGLUCOSA
PIRUVATOPIRUVATO
AGVAGV
CELULOSACELULOSA
CELOBIOSACELOBIOSA
celobiasacelobiasa
celulasacelulasa
glucólisisglucólisis

12. 12
¿Cómo sabemos qué cantidad de fibra tiene¿Cómo sabemos qué cantidad de fibra tiene
un alimento?un alimento?
ALIMENTO
agua
materia
seca
FIBRA
azúcares
solubles pectinas
almidón
celulosa hemicelulosa
materia
orgánica
cenizas
rápidamente
fermentescibles
almacenamiento estructurales
lignina
taninos
terpenos
etc.
compuestos
secundarioslípidosh. de carbonoproteínas

13. 13
lula
Pared celular de los forrajes
Lámina mediaLámina mediaPared primaria Pared secundariaPared secundaria
Celulosa
(20-40)
Hemicelulosa
(10-40)
Lignina
(5-10)
rigidez (lignina)
celulosa ordenada
hemicelulosa
dinámica, se alarga
celulosa desordenada
da forma
pectinas
CONTENIDO
CELULAR
azúcares
lípidos
minerales
proteínas
ALIMENTOALIMENTO
Fibra Neutro DetergenteFibra Neutro Detergente
(FND)(FND)
celulosacelulosa
hemicelulosahemicelulosa
ligninalignina
detergente neutrodetergente neutro
Contenido cel.
(proteínas, lípidos,
minerales, etc)
pectinas
detergente ácidodetergente ácido
Hemicelulosas
Fibra Acido DetergenteFibra Acido Detergente
(FAD)(FAD)
celulosacelulosa
ligninalignina
Lignina Acido DetergenteLignina Acido Detergente
(LAD)(LAD)
HH22SOSO44Celulosa
Esquema de los detergentes de Van Soest

14. 14
Pero la “fibra química” no dice todo...Pero la “fibra química” no dice todo...

15. 15
Fibra con capacidad real para estimular la rumia y la
salivación. Depende del tipo, forma y tamaño de la
fibra.
fibra efectiva o fibra funcional
ALIMENTO
FIBRA EFECTIVA
(como % de FND)
gramíneas 92
leguminosas 92
silo de maíz 81
pulpa de citrus 33
afrechillo 20
semilla de algodón 100
Valores de fibra efectiva de algunos alimentos (adaptado de Sniffen
et al, 1992)

16. 16
DegradaciónDegradación ruminalruminal yy digestióndigestión dede loslos
hidratoshidratos dede carbonocarbono enen rumiantesrumiantes
IntroducciónIntroducción
Degradación comp. estructuralesDegradación comp. estructurales
acción mecánicaacción mecánica
acción enzimáticaacción enzimática
Degradación comp. no estructuralesDegradación comp. no estructurales
degradación ruminaldegradación ruminal
digestión intestinaldigestión intestinal
azúcares
solubles pectinas
rápidamente
fermentescibles
almacenamiento estructurales
azúcares solubles: fructosanas o fructanas (fructosa y
glucosa), arabanas y xilanas, sacarosa. Degradación 150%/h,
no aparecen en duodeno
pectinas: ac. galacturónico, en las capas intercelulares
Degradación en rumen rápida y casi total. No llegan a intestino

17. 17
almidón
rápidamente
fermentescibles
almacenamiento estructurales
almidón: homopolisacárido, amilosa y amilopectina
enlaces α 1-4 y α1-6
gránulo
embrión (germen)embrión (germen)
(7(7--12%)12%)
pericarpio (<8 %)pericarpio (<8 %)
endospermo (80-85%)
Los granosLos granos
AlmidonesAlmidones

18. 18
pericarpio (<8 %)pericarpio (<8 %)
endospermo (80-85%)
Los granosLos granos
GRÁNULOSGRÁNULOSGRÁNULOSGRÁNULOS
AlmidonesAlmidones
pericarpio (<8 %)pericarpio (<8 %)
endospermo (80-85%)
endospermo córneoendospermo córneo
endospermo harinosoendospermo harinoso
Los granosLos granos
GRÁNULOSGRÁNULOSGRÁNULOSGRÁNULOS

19. 19
almidón
rápidamente
fermentescibles
almacenamiento estructurales
almidón: homopolisacárido, amilosa y amilopectina
enlaces α 1-4 y α1-6
gránulo
amilopectinaamilopectina
amilosaamilosa
20 - 30% del almidón de los granos
no soluble en agua
70 - 80% del almidón de los
granos
soluble en agua
GLUCOSAGLUCOSA
PIRUVATOPIRUVATO
AGVAGV
ALMIDÓNALMIDÓN
MALTOSAMALTOSA
αα amilasaamilasa
maltasamaltasa
CELULOSACELULOSA
CELOBIOSACELOBIOSA
celobiasacelobiasa
celulasacelulasa
glucólisisglucólisis

20. 20
CEBADACEBADACEBADACEBADA
TRIGOTRIGOTRIGOTRIGO
AFRECHILLOAFRECHILLOAFRECHILLOAFRECHILLO
MAÍZMAÍZMAÍZMAÍZ
SORGOSORGOSORGOSORGO
endospermo córneo
amilopectina
glutelinas y prolaminas
endospermo harinoso
albúminas y globulinas
degradación RÁPIDA degradación LENTA
entero
quebrado
molido
húmedo
extrusado
DEGRADABILIDAD
RUMINAL
Efecto del tratamiento realizado sobre el grano

21. 21
ALMIDONES
AGV
GLUCOSA
amilasa pancreática
maltasa
isomaltasa
amilasa intestinal
Digestión del almidón en intestino delgado
glucosa
transcelular SGLT1
paracelular

22. 22
•• Nutrición Animal. McDonald et al. (2006)Nutrición Animal. McDonald et al. (2006)
•• El rumiante. Fisiología digestiva y nutrición. Church (ed) (1993).El rumiante. Fisiología digestiva y nutrición. Church (ed) (1993).
(ver Cap. 14, Fahey y Berger)(ver Cap. 14, Fahey y Berger)
•• Alimentación de bovinos ovinos y caprinos. INRA (1990)Alimentación de bovinos ovinos y caprinos. INRA (1990)
Bibliografía recomendadaBibliografía recomendada
web: www.fvet.edu.uyweb: www.fvet.edu.uy