Bioenergía - Nutrición de Monogastricos

7/23/2019 Bioenerga - Nutricin de Monogastricos

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BIOENERGA

Energa = capacidad de realizar un trabajo

Etimolgicamente, la palabra Energa proviene del griego EN (Dentro) y ERGON (Trabajo)

Trabajo biolgico= todo proceso llevado a cabo por el animal para crear y mantener su

organizacin esencial:Generacin de gradientes elctricos y qumicos para transportes activos

Sntesis de macromolculas

Contraccin de msculos para realizar movimientos al interior o exterior del cuerpo.

Segn su origen puede ser:

a. Energa mecnica: Es la producida por la materia en movimiento. Est relacionada con laposicin y el movimiento del cuerpo, y que se divide en estas dos formas:

o Energa cintica, que se manifiesta cuando los cuerpos se mueven. Es decir, es la energaasociada a la velocidad de cada cuerpo. (energa liberada)

o Energa potencial,que hace referencia a la posicin que ocupa una masa en el espacio.(energa acumulada)

La energa mecnica es la suma de la energa cintica y la energa potencial de un cuerpo. Sufrmula es:

Em= Ep+ Ec

De la energa mecnica se derivan muchas otras:

o Energa Hidrulica: la energa contenida en el agua cuando est a una altura y seaprovecha para convertirla en otro tipo de energa, por ejemplo en las centrales

hidrulicas.

o Energa Mareomotriz:aprovechar la energa de las mareas para convertirla en otro tipo

de energa, por ejemplo en una central mareomotriz.

o Energa Elica:la energa contenida en el viento.


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b. Energa elctrica: La energa elctrica est relacionada con la corriente elctrica. Es decir,en un circuito en el que cada extremo tiene una diferencia de potencial diferente.

c. Energa trmica: Se asocia con la cantidad de energa que pasa de un cuerpo caliente a otroms fro manifestndose mediante el calor.

d.

Energa electromagntica (radiante): Esta energa se atribuye a la presencia de un campoelectromagntico.

Las radiaciones que provoca el Sol son un ejemplo de ondas electromagnticas que se

manifiestan en forma de luz, radiacin infrarroja u ondas de radio.

Otros ejemplos que contienen este tipo de energa son: la luz visible, las ondas de radio, los

rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojo (IR), etc.

Por ejemplo la energa fotovoltaicaes aquella que aprovecha la luz del sol para transformarlaen energa elctrica mediante paneles solares fotovoltaicos.

e.

Energa del Sonido: Es una energa de vibracin, ya que el sonido est formado por ondassonoras, que son oscilaciones que se propagan en un medio, que puede ser gaseoso (el aire)

slido (madera por ejemplo) o lquido (el agua).

f. Energa qumica: La energa qumica es la contenida en los compuestos qumicos y quemediante determinadas reacciones qumicas es susceptible de ser liberada.

En una reaccin qumica puede haber desprendimiento o absorcin de energa.

Reacciones exotrmicas: Son aquellas en las que se desprende (emite) energa alproducirse la reaccin qumica.

Reacciones endotrmicas:Aquellas en las que se necesita absorber energa del exteriorpara que se produzca la reaccin qumica.

g.

Energa nuclear: Contenida en los ncleos atmicos y liberada cuando los ncleos de lostomos se rompen (fisin) o se unen (fusin). Es tambin llamada energa atmica.

Estas formas son interconvertibles, y son ejemplo de ello la conversin de:

Energa nuclear en energa elctrica, producida en las centrales nucleares.

Energa qumica en energa mecnica, producida en motores de combustin.

Energa elctrica en energa radiante (luz y calor), producida en las lmparas.


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La vida, en todas sus formas, es completamente dependiente de la energa. En todos los procesos

vitales est involucrada la energa.

Los vegetales consumen energa solar (energa radiante) para poder, a travs del proceso

fotosinttico, elaborar sustancias energticas (hidratos de carbono, protenas y grasas), apartir de materiales inorgnicos simples como CO2, H2O, NH3y SO4, que les permiten disponer

de la energa qumica necesaria para desarrollar sus funciones vitales.

Los organismos animales se nutren energticamente, en forma directa (herbvoros) o indirecta

(carnvoros) de los vegetales es decir de la energa solar.

Dentro del animal la energa es usada para desarrollar trabajo mecnico y osmtico, para el

mantenimiento de la materia viva y para la produccin y el crecimiento.

En los seres vivos, la energa se manifiesta de muchas formas:

1.

Energa mecnica, por ejemplo el trabajo de contraccin muscular

2. Energa elctrica, como la energa generada en los impulsos nerviosos.

3.

Energa radiante, que da inicio al proceso de la fotosntesis

4. Energa molecular o qumica, como la utilizada para los procesos bioqumicos del metabolismo.

La mayora de la energa de la tierra procede del sol.

La E es necesaria en todos los procesos animales, por ejemplo:

Masticacin

Digestin

Mantenimiento de T

Metabolismo heptico de glucosa

Absorcin e TGI

Almacenamiento de glucgeno o grasa

Sntesis de Protenas.

Transferencia dinmica de un tipo E a otro:

E solar a E qumica: Fotosntesis (CHOs, Protenas, Lpidos) E qumica a calrica: Oxidacin grasa, glucosa o A. E qumica a mecnica: Actividad muscular E qumica a elctrica: Oxidacin de glucosa para actividad elctrica del cerebro


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A continuacin se muestra el resumen del gasto energtico en el animal y las prdidas decalor.

ALIMENTO ENERGA QUMICA

CALOR

(~ 50)

ATP

50%

MANTENIMIENTO TRABAJO CALOR

CELULAR INTERNO (20 - 40%)

CONTRACCIN TRABAJO EXTERNO

MUSCULAR (0 - 20%)

Oxidacin

INEFICIENCIA DE

TRANSFERENCIA DE E


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PARTICIN DE LA ENERGA DE LOS ALIMENTOS

ENERGA BRUTA (EB)Llamada tambin calor de combustin, es la energa que se desprende de un alimento al ser

quemado totalmente en una bomba calorimtrica.

Como tal es un parmetro grueso que tiene la desventaja de que indica disponibilidad o

aprovechamiento de la energa por parte del animal o sujeto que la ingiere.

En general el calor de combustin individual de carbohidratos, protenas y grasas es diferente.

Sin embargo para fines prcticos se ha promediado el calor de combustin a los valores

siguientes:

Carbohidratos = 4,65 Kcal / g

Protenas = 5,65 Kcal / gLpidos = 9,40 Kcal / g

ENERGA DIGESTIBLE (ED)Una vez que el alimento es consumido, este sufre los procesos de degradacin gastrointestinal,

pero como no hay alimento que sea totalmente absorbido, hay un remanente que debe ser

expulsado por las heces.

Si al valor de la EB se le resta la energa contenida en las heces, se obtiene el parmetro llamado

energa digestible.

Se puede considerar que la ED y el NDT (Nutrientes Digestibles Totales) de un alimento son

equivalentes.

ENERGA METABOLIZABLE (EM)La energa metabolizable representa la porcin de energa de los alimentos que queda disponible

para los procesos metablicos del animal. Por consiguiente la energa metabolizable proporciona

una medida adecuada del valor nutritivo de los alimentos.

Es la energa resultante al restar de la ED, la energa perdida por los gases (Metano, Hidrgeno,Sulfuros de Hidrgeno) producidos por la digestin y fermentacin de los alimentos y la prdida

tambin en la orina (Energa Urinaria).

Para el caso de los rumiantes hay que adicionar la prdida de energa que se elimina a travs de

gases como el metano expulsado fundamentalmente por el eructo.


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En el caso de las aves, dado que las heces y la orina son expulsados en forma conjunta, se hace el

clculo directo de EM, efectuando solamente una resta:

EM = EBE de las deyecciones

Los valores de energa alimenticia de la mayor parte de los alimentos para aves se expresan en

trminos de EM.

En cerdos, aves y humanos la relacin es ms variable pero gira alrededor del 90% (EM = ED x

90%)

ENERGA NETALa energa neta se obtiene a partir de la energa metabolizable, por sustraccin del incremento

trmico IT, es decir EN=EM-IT. La energa neta se diferencia de la energa metabolizable en la

cantidad de calor perdido como resultado de los procesos qumicos y fsicos ligados a la digestiny metabolismo, es decir el incremento trmico.

La energa neta de un alimento es la parte energtica que es completamente til para el

organismo ya que es utilizable por el animal para el mantenimiento y para la produccin.


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FIG. SISTEMA DE PARTICIN DE ENERGA DE UN ALIMENTO

PRODUCCIN (ENp)

a. Crecimiento tisular, grasa, msculo (Eng)

b. Almacenamiento de productos, leche, (Enp)

ENERGA NETA c. Trabajo(ENp + ENm)

E METABOLIZABLE (EM) MANTENIMIENTO (Enm)a. Metabolismo Basa

b. Actividad fsica de mantenimiento

c. Sostn de la temperatura corporal

E DIGESTIBLE (ED) E URINARIA (EU)(PRDIDAS ENERGTICAS

URINARIAS)

ENERGA BRUTA (EB) a. Residuos del metabolismo imperfecto de nutrientes del

alimento (mayora compuestos E DEL INCREMENTO

E FECAL (EF) nitrogenados) CALRICO (IC)

a. Residuos alimenticios a. Calor de la accin y

no digeridos b. Catabolismo endgeno fermentaciones digestivas

(mayora creatinina) b. Calor del metabolismo Energa perdida como calor

b. Productos metablicos de nutrientes exergnicos

(mucosa, bacterias, enzimas)

PRDIDAS ENERGTICAS GASEOSAS

Productos gaseosos Prdidas por

de la fermentacin el intestino o

(CH4) eructo

El esquema de l a particin de la energa, se puede analizar

matemticamente de la siguiente manera:

ED = EB - EF

EM = ED - EU - ENERGA POR PRDIDA DE GASES

EN = EM - IC

Px DE CALOR = IC + Enm


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Sistemas calorimtricos

Las determinaciones calorimtricas se pueden hacer con mtodos directos e indirectos.

En la calorimetra directa se confina al animal en una cmara bien aislada y se miden las

prdidas de calor (por radiacin, conduccin y conveccin a partir de la superficie fsicacorporal, por evaporacin de agua a partir de la piel y pulmones y por excrecin de orinay heces) son medidas por medio de:1. El aumento de temperatura de un volumen conocido de agua, o2. Una corriente elctrica que se genera a medida que el calor pasa por unas

termocuplas.

La calorimetra directa es lo ms exacto para medir la produccin de calor de losanimales, pero resulta costosa y difcil. La mquina es s es muy cara de construir ymantener, y se requiere mucho trabajo para controlar al animal, hacer funcionar la

mquina y analizar los resultados. Por estas razones, la calorimetra indirecta suele serel mtodo que se elige para evaluar la energa de los alimentos.

En la calorimetra indirecta, la produccin de calor se calcula midiendo el intercambiorespiratorio consumo de O2y, por lo general, produccin de CO2del animal.Este mtodo se basa en que el consumo de O2 y la produccin de CO2 se hallanntimamente vinculados con la produccin de calor. Cada compuesto tiene unadeterminada relacin entre el dixido de carbono que se produce y el oxgeno que seconsume (CO2/ O2), que se conoce como cociente respiratorio (CR), de modo que sirvepara indicar el tipo de principio nutritivo que se metaboliza. As, la mayora de las grasas

mixtas tienen un CR de alrededor 0.7, mientras que los cidos grasos de cadena cortatienen valores ms altos (0.8). Las protenas tienen valores intermedios entre loshidratos de carbono y las grasas, o sea cerca de 0.81.La determinacin real del intercambio respiratorio de los animales se efecta condiversos aparatos, entre ellos:

1.

El sistema gavimtrico de circuito abierto.2. El sistema de la cmara de circuito abierto en el que se analizan los gases.3. El sistema de mscara con circuito abierto,4.

El sistema de mscara y circuito cerrado (espirmetro).

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