Universidad Central De Venezuela Facultad de Ciencias
Veterinarias Ctedra de Nutricin Animal Nutricin y Manejo de
Recursos Alimentarios
Carbohidratos en Rumiantes
Prof. Rolando Hernndez 2011
COMO SATISFACER LOS REQUERIMIENTOS DE CARBOHIDRATOS EN LOS
RUMIANTES? CUANDO TODOS SON DEGRADADOS O TRANSFORMADOS POR LA
FERMENTACIN RUMINAL
ECOSISTEMA RUMINAL
FERMENTACIN
Alimentos son degradados por accin de los MO Hidrlisis enzimtica
igual que la digestin glandular Principal diferencia?
Enzimas de origen microbiano
Digestin fermentativa es ms lenta Sustratos alterados en mayor
grado Medio anaerbico
Es la actividad metablica de los MOR 15 Kg MS consumidos = 10 se
fermentan
CONDICIONES RUMINALES
CONDICIONES DEL MEDIO RUMINALEcosistema abierto y continuo
Aporte constante de sustratos Tiempo de retencin Medio acuoso
Reducido: bajos niveles de O2 pH entre 5,5 y 7 (rol de la saliva)
Temperatura entre 38,5 a 39,5 C
Condiciones compatibles con el crecimiento de MO adecuados para
la fermentacin
CONDICIONES DEL MEDIO RUMINALFlujo lento y diferencial de la
ingesta permite mantener flora microbiana Flujo:
Depende de tamao de partculas Dieta Rumia Accin microbiana
Tamao de Partculas: depende de
CRECIMIENTO MICROBIANO SE LIMITA POR: Concentracin de sustratos
que liberan energa Nivel de N disponible pH Acumulacin de productos
finales de la fermentacin Estructura de la planta que regula el
acceso de los MO a los nutrientes (lignina) Factores bacterianos
que controlan la adhesin
PRINCIPIOS DE ECOLOGA RUMINALLa accin de los MO en conjunto es
ms eficiente que por separado Los productos de desecho de algunos
MO son el sustrato para otros Algunos MO producen sustancias que
favorecen o inhiben el crecimiento de otros MO
ECOLOGA RUMINAL
Para que las poblaciones de bacterias se mantengan en el rumen
es necesario que su ciclo reproductivo sea ms corto que la
velocidad de paso del material digerido. El hecho ms importante
para recordar sobre los microbios del rumen es que ellos tienen un
ciclo de vida de solo 20 minutos. Hay 72 generaciones de microbios
cada da.
MICROORGANISMOS RUMINALES
CLASIFICACIN DE LOS MORCelulolticos Hemicelulolticos
Pectinolticos Amilolticos Ureolticos Proteolticos Productores de
metano Productores de amonaco Utilizan azcares Utilizan cidos
BACTERIAS RUMINALES
BACTERIAS RUMINALES1010-1011 clulas/gramo de contenido
Anaerobios Composicin similar al adulto a partir de:
6 semanas de edad en corderos 9-13 semanas de edad en becerros
Con la dieta Momento del da Condiciones ruminales
Las especies varan:
Muchas se adhieren a su sustrato
Organismo
Morfologa
Mvil Productos de fermentacinSuccinato, acetato, formiato
DNA (mol %C +G)45-51
Sustrato
Fibrobacter succinogenes * Butyrivibrio fibrisolvens *
Ruminococcus albus * Clostridium lochheadii Ruminococcus
Flavefaciens Clostridium polysaccharolyticum Bacteroides ruminicola
Ruminobacter amylopHilus Selenomonas ruminantium Succinomas
amylolytica Streptococcus bovis
Bacilo
Celulosa
Bacilo curvado
+
Acetato, formiato, lactato, butirato, H2 y CO2 Acetato,
formiato, H2 y CO2 Acetato, formiato, butirato H2 y CO2 Acetato,
succinato y H2
41
Celulosa
Coco Bacilo (espora) Coco
+
43-46 39-44
Celulosa Celulosa Celulosa
Bacilo (espora)
Acetato, formiato, butirato y H2 Formiato, acetato y
succinato
-
Celulosa y almidn Almidn
Bacilo
40-42
Bacilo
-
Formiato, acetato y succinato
49
Almidn
Bacilo curvado
+
Acetato, propionato y lactato
49
Almidn
Ovalado
+
Acetato, propionato y succinatoLactato
-
Almidn
Coco
-
37-39
Almidn
PROTOZOARIOS RUMINALES
PROTOZOARIOS RUMINALES
105-106 clulas/gramo de contenido Anaerobios Extremadamente
sensibles a cambios en la dieta Aumentan en dietas:
Conteniendo azcares y almidn De alta digestibilidad
Capacidad digestiva similar a las bacterias Ingieren importantes
cantidades de bacterias Pueden "Secuestrar" partculas de almidn No
son esenciales para la digestin
PROTOZOARIOS RUMINALES
HONGOS RUMINALES
Son el grupo ms recientemente descubierto de los microorganismos
del rumen Poseen gran habilidad para colonizar paredes celulares
lignificadas y debilitar los tejidos fibrosos de las plantas en el
rumen Degradan los componentes estructurales de la pared celular
vegetal Colonizan regiones de los tejidos vegetales a las 2 horas
de la ingestin. A las 22 horas mas del 30% de las partculas mayores
se ven invadidas por rizoides. Su rol principal es facilitar la
desaparicin de la pared celular de la clula vegetal
HONGOS RUMINALESLiberan un complejo celulsico ms soluble que el
de las bacterias y atacan partculas a las que fermentan ms
rpidamente que las bacterias. Alimento altamente molidos o
concentrados presenta menos hongos Se han identificado 4 gneros:
Neocallimastix, Caecomyces (formalmente Sphaeromona), Pyromyces
(formalmente Phyromonas) y Orpinomyces.
HONGOS RUMINALES
CHO`S EN RUMIANTES
TIPOS DE CARBOHIDRATOS
Segn su solubilidad:
De rpida digestin: azcares solubles y de reserva (almidn) De
digestin lenta: cho`s estructurales (fibra: celulosa y
hemicelulosa)
FERMENTACIN DE DISTINTOS TIPOS DE CHO`S EN EL RUMEN
Church 1988
CIDOS GRASOS VOLTILES
CH3-COOH Actico (C2)
CH3-CH2-COOH Propinico (C3)
CH3-CH2-CH2-COOH Butrico (C4)
CIDOS GRASOS VOLTILES
DE POLISACRIDOS A PIRUVATO
METABOLISMO DE LOS CHO`S EN EL RUMEN95% AGV
ORIGEN DEL CO2 Y CH4
Cunningham 2002
ORIGEN DEL CO2 Y CH4
Fermentacin: NAD y FAD se reducen a NADH y FADH2 Sin oxgeno se
regeneran destinando electrones:
Produccin de propinico Reduccin de CO2 en CH4 y H2O
Relacin directa entre la produccin de actico y CH4 La cantidad
de CH4 depende de los MO metanognicos y son altamente sensibles a
cambios en el medio ruminal
DESTINO DE LOS PRODUCTOS DE FERMENTACIN DE LOS CHO`S EN EL
RUMEN
METABOLISMO DE LOS AGVACTICO
ACETIL CoA
Sntesis de AG (Tejido Adiposo)
+ Oxalacetato
Ciclo de Krebs (p. e. Msculo Esqueltico)
METABOLISMO DE LOS AGVBUTRICO
CUERPOS CETONICOS HBA
ACETIL CoA (dem al Actico)
METABOLISMO DE LOS AGVPROPINICO
PROPIONIL CoA Sntesis de AG (Tejido Adiposo) METIL MALONIL
CoA
Aminocidos SUCCINIL CoA Piruvato (energa)
Oxalacetato
SNTESIS DE GLUCOSA
DIFERENCIAS METABLICAS ENTRE RUMIANTES Y NO RUMIANTESRUMIANTES
40-60 mg/100 ml, baja en ayuno, poca alteracin despus de
alimentarse Poco Actico principal sustrato, ausencia de en imas
para transformar lucosa en AG Practicamente ausente Consumo de
Glucosa sin cambios Cerebro no los utili a, usado por los tejidos
perifericos NO RUMIANTES 80-100 mg/100 ml, poca alteracin en ayuno,
aumenta despus de alimentarse Abundante
Glucosa en Sangre
Reciclaje de Glucosa
Lipognesis
Glucosa principal sustrato
Hexokinasa Heptica Respuesta cerebral a la hipoglicemia Cuerpos
Cetnicos
Presente Disminuye consumo de Glucosa Pueden ser utili ados por
el cerebro
RELACIN pH RUMINAL Y PRODUCCIN DE AGV
Church 1988
TIPO DE AGV PRODUCIDO
Tipo de AGV producido depende del tipo de MO activo en el rumen
Tipo de MO activo depende del pH del rumen De que depende el pH en
el rumen?
RELACIN pH RUMINAL, PRODUCCIN DE SALIVA, TIEMPO PARA RUMIA CON
LA COMPOSICIN DE LA DIETA
Church 1988
MECANISMOS PARA MANTENER EL pH RUMINAL
Saliva: >100 L/d, aprox 1 a 2 Kg carbonato y 250 g de fosfato
de sodio
pH de la saliva: 8,2-8,4
Rumia: Inducida por material fibroso, aumenta secrecin de saliva
Absorcin de AGV por la pared ruminal Eructacin: elimina CO2 ( 300
L/d) Flora ruminal:
Al degradar compuestos nitrogenados liberan NH3 Utilizan AGV y
los transforman en otros compuestos
RELACIN FORRAJE-CONCENTRADO
