Introducción - Seguim.com | Blog, proyectos y snippets …media.seguim.com/vv/3-Tercero/nutri/N1.doc · Web viewEs el componente principal del tejido muscular, y es muy importante

Nutrició I

Curs 2005-06Facultat de Veterinària

Introducción Nutrición I

IntroducciónLa alimentación es el conjunto de esfuerzos por los cuales el ani-

mal obtiene del medio externo los principios nutritivos que necesita y los utiliza mediante su digestión y metabolismo.

La nutrición es el conjunto de procesos químicos y fisiológicos si-guientes a la ingestión del alimento.

El racionamiento es la aplicación práctica de estos conocimientos, lo equivalente a la dietética humana.

La alimentación animal se basa en diferentes ciencias: Matemáticas. Histología, genética, endocrinología Microbiología Física Bioquímica, fisiología Química

Alimento y Nutriente El alimento es cualquier sustancia que un individuo ingiere o pue-

de ingerir, colaborando a la permanencia y rendimiento de la especie, o en otras palabreas, cualquier sustancia con capacidad de nutrir. Un nutriente es un compuesto químico del alimento susceptible de ser utilizado por el animal.

El alimento constituye dos fases: la materia seca (MS) y el agua. La materia seca está formada por la materia orgánica (MO) y la mate-ria inorgánica, mayoritariamente minerales. La materia orgánica in-cluye los principios inmediatos (carbohidratos, lípidos y proteínas) y otros principios, como las vitaminas y ácidos nucleicos.

El contenido en nutrientes en un alimento se hace en porcentaje, o en gramos por Kg. de materia total (materia fresca, MF) o de materia seca, masa total de producto sin agua. El porcentaje del nutriente en la materia fresca siempre será inferior al porcentaje del mismo en la materia seca.

Análisis de nutrientes El objetivo del análisis de nutriente es técnico (saber el valor nutri-

tivo del alimento), económico (determinar el valor de la materia) o le-gal.

Es importante que la muestra analizada sea representativa y ho-mogénea, que el análisis sea preciso y repetible y que la interpreta-ción de los resultados sea adecuada.

2

Nutrición I Introducción

Análisis de Weende (1867)

CarbohidratosLos carbohidratos son el mayor componente de los tejidos vegeta-

les; constan el 70% o más de la materia seca de los forrajes. Concen-traciones superiores se encuentran en semillas, sobretodo de cerea-les. En los animales a diferencia, los carbohidratos constan sólo el 1% de la materia seca; los carbohidratos están en forma de glicógeno y glucosa. Los animales ingieren mayoritariamente carbohidratos, los metabolizan y almacenan el exceso de energía en forma de grasas.

El contenido de carbohidratos fácilmente digeribles necesarios en la alimentación de diferentes especies varía según el sistema digesti-vo del animal; en general, los monogástricos omnívoros consumen gran parte de su dieta en forma de carbohidratos fácilmente digerible en comparación con los carnívoros o con los herbívoros, que consu-men gran cantidad de carbohidratos estructurales (fibra).

El contenido de carbohidratos en las diferentes materias primeras varía – el maíz contiene 82% de carbohidratos, mientras que la soja contiene sólo 33%.

Definición y FuncionesLos carbohidratos son polímeros constituidos por carbono y

“agua”. Su fórmula general es la siguiente: CnH2nOn (n siendo número superior a 3).

De forma general, la función de los hidratos de carbono en la nu-trición animal es energética (ATP, síntesis de grasa); no son esencia-les en el sentido que el organismo los puede sintetizar, y por tanto no hay necesidades establecidas en diferentes dietas. En plantas los car-

Materia Fresca(MF)

Materia Seca(MS) Humedad

Cenizas Materia Orgánica(MO)

Fibra Bruta(FB)

Extracto de Éter (EE)Grasa Bruta (GB)

Proteína Bruta (PB)(N·6.25)

3


bohidratos sirven para la síntesis de tejidos, transformación de ener-gía y su reserva y suporte estructural (fibra).

Generalizando, los carbohidratos se dividen en dos grupos gran-des: azucares y no azucares. Los azucares más sencillos son los mo-nosacáridos, que se dividen en triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C) y heptosas (7C) de acuerdo con el número de áto-mos de carbono que contiene la molécula. Las triosas y tetrosas apa-recen como productos intermedios en el metabolismo de otros car-bohidratos. Los monosacáridos pueden unirse en gurpos de dos, tres o varios, con pérdida de na molécula de agua en cada unión, forman-do di-, tri- o polisacáridos respectivamente.

Los monosacáridos pueden presentar varias conformaciones espa-ciales, que modifican sus características. Las hexosas pueden asumir conformación de cetosa o aldosa, D o L. Cuando asumen la forma cíclica, los monosacáridos pueden asumir una forma α o β (anómeros) en función de la situación del grupo hidroxilo del carbono 1.

El glicógeno, el polisacárido de reserva en los animales, es la pri-mera fuente de energía utilizada para el trabajo muscular.

Otros sacáridos tienen función estructural, como los proteoglica-nos (condroitina, por ejemplo) que tienen elevada capacidad de hidra-tación. En particular, la condroitina forma parte del cartílago.

4


Azúcares

Monosacáridos

C3 GliceraldéhidoDihidroxiacetona

C4 Eritrosa

C5 ArabinosaXilosaRibosa

C6 GlucosaGalactosaFructosaManosa

C7 – otros Ésteres de ácido fosfórico Aminoazúcares (glucosalina, galactosami-na)Azucares ácidos (glucorónico, glucónico)PolihidroxialcoholesGlucósidos cianogénicos (limarina, vicia-nina)

Disacári-dos

LactosaSacarosaMaltosaCelobiosa

No azúcares

Homopolisacáridos

Pentosanas ArabanasXilanas

Glucanos AlmidónGlicógenoDextrinasCelulosa

Fructanos Inulinalevano

Mananas

Galacturonanas Pectinas

Glucosaminanas Quitinas

Heteropolisacáridos

Hemicelulosas

Polisacáridos ácidos complejos

Gomasmucílagos ácidos

Polisacáridos azufrados

Aminopolisacári-dos

Ácido hialurónicoCondroitinaHeparina

5


La composición en diferentes polisacáridos varía en función de la especie vegetal y de las diferentes estructuras vegetales:

Cerealeso Vestidos Cascarilla: xilanos, lignina La composición en di-

ferentes polisacáridos varía en función de la especie ve-getal y de las diferentes estructuras vegetales

o Desnudos Pericarpio: celulosa, xilanos Endospermo: almidón, β-glucanos, arabinoxila-

nos Leguminosa

o Oligosacáridos, galactomananos, arabinogalactanos, pectinas, celulosa

Mono- Di- Oli-go-

PolisacáridosAlmi-dón

Celulo-sa

Hemicelulo-sa

Pecti-nas

Ligni-na

Cereales Maíz 4 73 2 3Cebada 1 55 4 10Trigo 67 2 8LeguminosasSoja 5 5 1 7 15Guisantes 5-7 2 42 6 15VegetativosHeno de alfalfa 5 7 14 7 6 6Heno de gramí-nea 5 7 25 20 3 8-12

Paja de cebada 43 26 3 7

Técnicas Analíticas Carbohidratos de reserva

o Almidón, azucares Carbohidratos estructurales

o Celulosa, hemicelulosa, gomas, pectinas, arabinoxila-nos, beta-glucanos etc.

La fibra es el conjunto de polisacáridos y lignina que no son digeri-dos por las secreciones endógenas del tracto digestivo. La fibra dieté-tica es el residuo de la pared celular de los vegetales que es resisten-te a los enzimas digestivos.

6


Del contenido total de carbohidratos, sólo una parte propone valor energético.

Oligosacáridos – conjunto de polisacáridos de la pared vegetal más la lignina.

Almidón PNA – polisacáridos no amiláceos

o β-glucanoso Arabinoxilanoso Galactomananoso Pectinaso Hemicelulosao Celulosa

La presencia de fibra en los alimentos modifica su digestibilidad:

Al incrementar la cantidad de fibra en la alimentación del os pe-rros, se reduce la digestibilidad de la materia orgánica proporcionada en la dieta. La fibra atrapa agua e incrementa el tamaño del bolo, lo que estimula la motilidad gástrica. También atrapa parte del alimen-to, y no deja que sea atacado por las enzimas digestivas.

El objetivo de las técnicas analíticas de los carbohidratos es esti-mar su importancia cuantitativa y el grado de accesibilidad a la diges-tión enzimática y/o microbiana, así como el metabolismo animal.

Contenidos celulareso Método Weende – estima la proporción de extractos li-

bres de nitrógeno (ELN) a partir de la resta MO-(PB+GB+FB).o Directos. Azucares – colorimetría, HPLC, CG Oligosacáridos – HPLC Almidón – enzimática + colorimetría o CG

Pared celular

7


o Método Weende (FB)o Método Van-Soest (FND, FAD, LAD)o Ácido urónicos – colormietria (pectinas), PNA solubles,

celulosa, PNA no celulósicosEl análisis de Weende no es muy preciso – la fracción de ELN con-

tiene una cantidad apreciable de componentes de la pared celular no accesibles a la digestión enzimática, y por tanto subestima la fibra bruta, y sobreestima la fracción de ELN. Sin embargo, es la analítica más utilizada ya que es la establecida y requerida por la legislación europea y estadounidense.

Fraccionamiento de Van Soest Extracción con detergente que rompe los puentes Ca 2+ .

o Residuo FND. Contiene: Lignina Celulosa Hemicelulosa Cutina Minerales Nitrógeno ligado a paredo Incineración – cenizas FND

Extracción con detergente y ácido . Disuelve la hemicelulosas. o Residuo FAD. Contiene: Lignina Celulosa Pectina Cutina Minerales Nitrógeno ligado a paredo Tratamiento ácido sulfúrico. Disuelve la celulosa Residuo LAD. Contiene:

Lignina Cutina Minerales Incineración

o Cenizas FAD Filtrado – celulosa

8

Nutrición I CarbohidratosTécnicas Analíticas

Resultados: FND = total pared vegetal FND – FAD = hemicelulosas FAD – LAD = celulosa LAD – cenizas = lignina

Comparación método Van Soest con método WeendeMétodo Van Soest Constituyentes Método

WeendeSolublesNeutro-detergentesconstituyentes celulares

Lípidos Extracto eté-reo

Azucares, pectinas, al-midón

ELN

FNDPared celu-lar

Solubles HemicelulosaFADLigno-celulo-sa

Celulosa y lignina solu-blesCelulosaLignina

FB

Tipos de carbohidratos y definiciones de fibraLocaliza-ción

Carbohidra-to

Solubili-dad

Reserva Azucares +Carbohidratos

no estructura-les

Almidón —Galactanos ±

Fibra dieté-tica

PNA solu-bles

Fructosazas +Pared celu-lar

Pectinas ±

β-glucanos +Celulosa —

FNDCarbohidratos

estructuralesHemicelulo-

sa —

Lignina —

Oligosacáridos – conjunto de polisacáridos de la pared vegetal más la lignina. Forman la fibra dietética.

Almidón. Da lugar a glucosa PNA – polisacáridos no amiláceos. Da lugar a ácidos grasos volá-

tiles

CarbohidratosTécnicas Analíticas

Nutrición I

La presencia de la fibra dietética y los PNA implica fermentación bacteriana, que se da en todas las especies en diferentes grados de aprovechamiento (cuanto más proximal y con compartimiento de fer-mentación más especializado, más se aprovecha la fermentación).

Fuentes de fibra dietética Los cereales varían en su contenido de fibra, y en el tipo de fibra:

Hay otras fuentes de fibra dietética:

Digestión y AbsorciónSólo los monosacáridos pueden ser absorbidos del tracto gastroin-

testinal, excepto en neonatos, que son capaces de absorber molécu-las más grandes. Por lo tanto, para que la absorción tenga lugar, los polisacáridos y los oligosacáridos deben ser hidrolizados por las enzi-mas digestivas.

La sección proximal del intestino delgado (duodeno y yeyuno) tie-ne la mayor capacidad de absorción de monosacáridos. La sección distal del intestino delgado absorbe menos, y el estómago y el intes-


tino grueso absorben pocos monosacáridos si lo hace. La glucosa y la galactosa se absorben muy eficazmente, pero otros se absorben a menor eficacia comparada con la absorción de la absorción de gluco-sa.

En general, los monogástricos aprovechan mayoritariamente los monosacáridos de la dieta, pero otros son capaces de aprovechar también los ácidos grasos volátiles producidos por la fermentación bacteriana (caballo y conejo). Los rumiantes, a diferencia, aprovechan mayoritariamente los ácidos grasos volátiles, y absorben pocos mono-sacáridos.

En los monogástricos se aprovechan los monosacáridos provenien-tes de los carbohidratos, que deben ser digeridos. Estos animales dis-ponen de enzimas digestivas:

α-amilasa – rompe los enlaces (α1-4) del almidón dando glucosa. Oligosacaridasa – rompe los oligosacáridos β-galactosidasa – hidroliza la lactosa α-glucosidasa – rompe la maltosa, dextrinas y la sacarosaEstas enzimas son inactivos sobre los enlaces β presentes en la ce-

lulosa, hemicelulosa, pectinas, β-glucanos y arabinoxilanos. Los monosacáridos se absorben por varios mecanismos: Transporte activo de glucosa (acoplado a sodio) Absorción de lactato producido por la fermentación bacteriana de

la glucosa y la fructosaLos animales difieren en su capacidad de absorción de diferentes

monosacáridos; en la tabla se representa la absorción de monosacári-dos comparada con la absorción de la glucosa (100)

Animal

Ritmo de absorción (glucosa=100)Galacto-sa

Gluco-sa

Fructo-sa

Mano-sa

Xilo-sa

Arabino-sa

Rata 109 100 42 21 20 12Gato 90 100 35 — — —Conejo 82 100 — — — 60Háms-ter

88 100 16 12 28 10

Hom-bre

122 100 67 — — —

Paloma 115 100 55 33 37 16Rana 107 100 46 51 29 —Peces 97 100 62 — 57 49

La galactosa y la glucosa comparten transportador; la xilosa y ara-binosa son excretadas en orina sin metabolizar.


Nutrición I

La glicólisis junto con el ciclo de Krebs cede 38 ATPs a partir de una molécula de glucosa.

Glicólisis – 8 ATP 1 piruvato a acetilCoA – 3 ATP AcetilCoA a dióxido de carbono y agua – 12

ATP

El 69% de eficiencia implica que hay pérdida de energía por calor, que no sirve para el creci-miento etc.;

El metabolismo de los carbohidratos se con-trola a nivel celular y a nivel extracelular, me-diante hormonas:

Insulina Glucagón Hormona del crecimiento Adrenalina Cortisol

Digestión de carbohidratos en monogástricos Cerdos

La capacidad digestiva del animal se desarrolla a lo largo de su vi-da; por ejemplo, los lechones no pueden digerir carbohidratos no lác-


teos antes del destete. En los lechones el destete es antes de que se incremente la tolerancia a carbohidratos de dieta adulta, por tanto hay que formular los piensos starter utilizando elevado porcentaje de carbohidratos de origen lác-teo, que son fácilmente di-geribles.

Se puede observar en las gráficas la evolución de la dotación enzimática del animal. El recién nacido dis-pone de las enzimas nece-sarias para degradas los hi-dratos de carbono lácteos, como la lactosa; en adultos la dotación enzimática es la adecuada para degradar los hidratos de carbono de la dieta omnívora.

Si incrementamos la fibra en la dieta del porcino, se reduce el con-tenido energético y el tiempo de retención; se incrementara la hume-dad de las heces y la excreción de sales biliares. En función de la pre-sencia de fibra fermentable, habrá producción y absorción de ácidos grasos volátiles.

Las cerdas reproductoras están el 70% de su vida en gestación. Sufren hambre crónica, causada por falta de saciedad y restricción de la conducta. La falta de saciedad se debe a volumen bajo de ingesta y déficit energético, pero la cerda no está en déficit energético. La res-tricción de su movimiento (está atada la mayor parte de su vida) pro-voca aparición de estereotipias. La estrategia nutritiva es incrementar la cantidad de fibra, lo que produce saciedad. El tipo de fibra añadida y su cantidad modifica la sensación del animal y su comportamiento:

Nivel de fibra – cerda ges-tante

Baja Media Alta Fibra bruta (%) 3.3 10.6 18.1FND (%) 13.5 26.7 39.4Consumo

Velocidad (g/min)

152 120 67

Duración (min) 16 24 52Agua (l/día) 16 14 9

Frecuencia de este-reotipias

54 41 14

Tiempo a pie (min/día) 363 324 291

Evolución con la Edad de la Actividad Enzimática en el ganado porcino

5 20 40 60 80 95

Act

ivid

ad e

nzim

átic

a

5 20 40 60 80 95

Act

ivid

ad e

nzim

átic

a

5 20 40 60 80 95

Act

ivid

ad e

nzim

átic

a

5 20 40 60 80 95

Act

ivid

ad e

nzim

átic

a

LACTASA

Recien nacidos

2 meses

adultos

SACARASA4 sem

2 sem

Rec. nacido

MALTASA

1 mes

1 año

2 años

1 mes

1 año

2 añosAMILASA

Carbohidratos


Nutrición I

Se calcula que al reducir el tiempo a pie en 70 minutos diarios se ahorran 240 Kcal al día, lo que se traduce en 25 Kg. de pienso anual por cerda.

Nutrición I CarbohidratosDigestión y Absorción

Aves En las aves, como en los demás monogástricos, la digestión enzi-

mática endógena es la más importante; además, el tiempo de reten-ción es más corto (3-4 horas).

Los PNA presentes en los cereales son importantes en las aves por el corto tiempo de retención – incrementan la viscosidad e la osmola-ridad (por la retención de líquidos), lo que implica menor digestibili-dad de los demás constituyentes de la dieta. Como resultado, se in-crementa la humedad de las heces y se reduce la digestibilidad de la grasa y las proteínas.

Para prevenir los problemas que provocan los PNA, se añaden a los cereales enzimas exógenos como los β-glucanasas y las arabinoxi-lanasas. Las enzimas digieren los PNA reduciendo la viscosidad del contenido, y la humedad de las heces a consecuencia; también se mejora la retención de energía y nitrógeno del pienso, lo que incre-menta el valor nutritivo de los ingredientes (disminuye el índice de conversión). Al añadir estas enzimas, se puede incorporar mayor cantidad de trigo y cebada a la ración del animal. Perros y gatos

En los perros y gatos los carbohidratos tienen importancia en los patrones de defecación y como componentes de las dietas clínicas. Patrón de defecación

El número de defecaciones, su forma y consistencia son valoracio-nes clínicas importantes; en la fabricación de pienso y suplementos es importante tener la influencia de los carbohidratos sobre estos pará-metros, porque al modificarlos pueden resultar en provocar defeca-ción abundante y heces inconsistentes, que es indeseable por el pro-pietario aunque no sea patológica.

La cantidad de las heces depende de la cantidad de fibra; más fi-bra implica mayor cantidad; la calidad de la fibra modifica su consis-tencia: fibra no soluble produce heces secas y duras, mientras que fi-bra soluble produce gran volumen de heces húmedas.

Diferentes patologías pueden ser afectadas por un adecuado uso de la fibra dietética: colitis, constipación, diarrea, megacolon, prolife-ración bacteriana en el intestino delgado etc.Dietas clínicas

En las dietas clínicas se reduce el contenido energético reduciendo la grasa bruta, incrementando el contenido de carbohidratos. La efi-ciencia de uso de grasa con fin de engrasamiento es mayor que el uso de proteínas o carbohidratos con la misma finalidad. En los últi-mos años hay tendencia de incrementar la proteína bruta en vez de carbohidratos para conseguir restricción calórica.

Cuando se incrementa la glicemia de repente, la insulina inhibe la absorción celular. Si se produce alentamiento de la absorción (me-

CarbohidratosDigestión y Absorción

Nutrición I

diante adición de fibra y proteína y distribución de la dieta en comi-das pequeñas), la absorción paulatina de glucosa no genera hipergli-cemia.

Nytrogen trap es una marca registrada de productos que contie-nen fibra dietética destinada a aliviar un poco de la presión nitrogena-da en el animal con problemas renales. El animal con problema renal tiene dificultad a orinar e incapacidad de liberar metabolitos como los nitrogenados tóxicos. En la dieta se utiliza fibra que favorece determi-nadas poblaciones microbianas que captan nitrógeno que se vehicula con las heces. Los microorganismos obtienen el 90% de su energía por los carbohidratos, y utilizan los aminoácidos y péptidos presentes en el medio como fuente de nitrógeno; durante su crecimiento asimi-lan nitrógeno que se excreta con las heces. El nitrógeno atrapado es de cantidad pequeña. El lugar de fermentación es importante; des-aminación temprana implica absorción de nitrógeno que ha de ser se-cretado por la orina. Por eso, hay que utilizar carbohidratos modera-damente fermentables, que producen crecimiento lento y por tanto no se produce autólisis microbiana temprana.

La fermentación bacteriana es importante en los monogástricos por su aporte energético (hasta 20% de eficacia) y por su contribu-ción a la salud intestinal (flora protectora).

Digestion de la Fibra Dietética.Capacidad de Digestión de la Fibra

Tiempo de Fermentación (h)

Dige

stión

de l

a fib

ra (%

)

100

50

AVES CERDO EQUIDOS RUMIANTES

Verduras

Leguminosas

Gramíneas

Paja

12 24 36 48 60

Carbohidratos

La capacidad de digerir fibra está en función del tiempo disponible a la población bacteriana a digerir la fibra – más proliferación implica mayor degradación enzimática.


Clasificación de los herbívorosRumiantes No rumiantes

Por sus hábitos alimenticios Exquisitos Ciervo, jirafa ConejoIntermedios

Ramoneadores CabraPastoreadores Oveja

Comedores de forraje Vaca HipopótamoForraje general Alce Caballo, cebraZonas secas Camello Canguro

Según su estrategia digestivaFermentadores pregástricos Vacuno, ovino, ca-

prinoCanguro, há-

msterFermentadores en intestino grueso

Ciego ConejoColon Caballo

Digestión de carbohidratos en los rumiantesActividad digestiva en el rumen

El alimento permanece mucho tiempo en el rumen, y contiene gran población microbiana (10-20% de la materia seca del rumen). Los microorganismos fermentan los carbohidratos de la dieta, dando ácidos grasos volátiles, que proporcionan el 64% de las necesidades energéticas del animal.

La rumia facilita la fermentación microbiana; las partículas gran-des vuelven a ser masticados y se mezclan con la saliva, que sirve de tampón.

Más de 200 especies de bacterias están en el rumen; no todas se han identificado, y normalmente se refiere a las bacterias por su acti-vidad: celulolíticas, hemocelulolíticas, amilolíticas, pectinolíticas, fer-mentadoras de azucares, proteolíticas y fermentadoras secundarias. Aparte de las bacterias, el rumen también contiene protozoos flagela-dos y ciliados.

Los microorganismos ruminales producen la degradación de la fi-bra en monosacáridos por hidrólisis extracelular; sus enzimas son ca-paces de hidrolizar los enlaces β de la fibra. Los monosacáridos se transforman en piruvato; el piruvato da ácidos grasos volátiles, sobre-todo formato, acetato, butirato y propionato, que son los productos fi-nales de la fermentación. También existe producción de gas, que de-pende de la presencia de hidrogeno y dióxido de carbono; el gas pro-ducido no es aprovechable – metano. La producción de metano es li-gada a la formación de acetato y butirato, y no a la da propionato.


Nutrición I

Hidrólisis y Fermentación Microbiana

Celulosa Pectinas HemicelulosaAlmidónAzuc. Solubles Pentosas

Hexosas Extracelular

IntracelularPiruvato (2x C3)

Formato Acetil CoA

CO2 + H2 Acetato Butirato Propionato(2x C2) (1x C4) (2x C3)

Metano

Carbohidratos

C6 2C2+2CO2+4H2 C6+ 2H2 2C3 C6 C4+2Co2 + 2H2

Rendimientos energéticos de la fermentación microbiana ruminalLa fermentación microbiana produce piruvato, que puede transfor-

marse en acetato, propionato o butirato en función de la presencia de protones y dióxido de carbono en el rumen. El metano producido en la transformación del piruvato a formato, acetato y propionato no es ab-sorbido, y sale como gas (17-18%). La producción de ácidos grasos volátiles es aproximadamente del 75%.

De los ácidos grasos volátiles producidos, sólo una parte se absor-be; el rendimiento energético a partir de cada tipo de ácido graso es diferente.

Acetato. Se absorbe el 65%, y rinde 10 ATP por molécula. Propionato. Se absorbe el 25%, y rinde 18 ATP por molécula. Butirato. Se absorbe el 10%, y rinde 25 ATP por molécula. Para calcular el rendimiento total de la fermentación bacteriana,

hay que calcular la cantidad de ácidos grasos volátiles que nos da ca-da molécula de glucosa, y comparar el rendimiento del metabolismo de la glucosa con el metabolismo de los ácidos grasos.

Producción Absor-ción

Rendimiento (ATP)

Moléculas de glu-cosa

2 acetatos 65% 10·2=20 65/2=32.5

2 propio-nato

25% 18·2=36 25/2=12.5

1 butirato 10% 25 25


Para producir 100 moléculas totales de ácidos grasos volátiles en las proporciones presentes en la tabla, se requieren 55 moléculas de glucosa (32.5 + 12.5 + 25). La oxidación completa de una molécula de glucosa rinde 38 ATP.

Las consecuencias positivas de la fermentación son la capacita-ción de digestión de material fibroso, que el animal pos sí sólo no es capaz de digerir. Las consecuencias negativas son la ineficiencia energética importante, además de la liberación de amoniaco que im-plica pérdida energética adicional; la liberación de amoniaco está li-gada mayoritariamente a la producción de acético y butírico.

Metabolismo energético de los Acidos Grasos Volátiles

Fermentaciónmicrobiana

HIGADO

TEJIDOADIPOSO

G6P GlucógenoAcetil-CoA

ATP CO2

AasAcetil-CoA

Acidos grasos libresAGAGAG

Carbohidratos

Propiónico

AcéticoButíricoß-hidroxibutirato

Glucosa

Lipogenesis

Gluconeogenesis

Los ácidos grasos volátiles se absorben en rumen, omaso, aboma-so e intestino grueso. El acetato llega vía porta a hígado, pero tam-bién a otros tejidos donde sirve de recurso energético para la produc-ción de ATP y síntesis de grasa; el butirato también sirve en estas vías energéticas. El propionato se puede oxidar para producir ATP, pero también puede servir como sustrato para la gluconeogenesis. La glu-coneogensis es importante sobretodo en gestación (el feto consume glucosa) y en lactación (secreción de lactosa en leche).


Nutrición I

Digestión de carbohidratos en los équidosLos équidos tienen elevada velocidad de transito y no presentan

un comportamiento fermentativo pregástrico, por tanto, el aprovecha-miento se la fibra es menor que en los rumiantes. La elevada veloci-dad implica mayor volumen de ingesta. Además, el caballos saliva mucho, pero no tiene tialina (no hay digestión pregástrica). El volu-men gástrico es muy grande, pero no se llena del todo. El animal va-cía el estómago varias veces al día, y el tiempo de retención es de 1-5 horas.

La retención del bolo en el intestino delgado es corta – entre 30 minutos y una hora. El intestino delgado del caballo tiene musculatu-ra lisa muy fuerte; además su actividad α-amilasa es muy baja. La combinación de la musculatura fuerte y la baja actividad enzimática significa que los almidones se digieren poco en su paso por el intes-tino delgado, y el animal no aprovecha los carbohidratos digestibles como los demás monogástricos (cerdo, perro y hasta gato).

El intestino grueso y el ciego están adaptados a la fermentación bacteriana, y el bolo se retiene allí más de 30 horas. En estos compar-timientos se da la fermentación, que rinde ácidos grasos volátiles. La presencia de almidón, que se hidroliza y se metaboliza en ácido lácti-co, reduce el pH y favorece la producción de propionato. Laminitis

Si el caballo se alimenta de una ración muy rica en almidón, la cantidad de almidones supera la capacidad digestiva del caballo. El almidón sobrante llega al intestino delgado, y se fermenta por los mi-croorganismos, que producen gran cantidad ácido láctico.

Elevada concentración de ácido reduce el pH, que se absorbe muy lentamente provocando acidosis digestiva. Mientras el ácido perma-nece en el tracto digestivo, altera la membrana permitiendo la pene-tración del ácido al torrente sanguíneo, lo que provoca acidosis meta-bólica. Además, a pH bajo se deja de secretar bicarbonato, reducien-do la capacidad tampón. La presencia de ácido láctico en el digestivo incrementa la presión osmótica, y provoca salida de agua hacia la luz del intestino grueso, dando un cuadro de colitis acompañado por dia-rreas y deshidratación.

La alteración de pH y presión osmótica conlleva disbacteriosis del tracto intestinal, y la proliferación de bacterias Gram negativas pro-ductoras de toxinas. La membrana alterada permite el paso de estas toxinas a la circulación sanguínea, dando endotoxemia. La endotoxe-mia provoca un cuadro de laminitis aguda, inflamación del tejido la-melar del pie equino.

Además, la disbiosis puede dar alergias por catabolismo de nitró-geno que produce histamina.


Digestión de carbohidratos en el conejoEl conejo tiene aparato digestivo adaptado a la fermentación bac-

teriana postgástrica en ciego. Su estómago tiene capacidad de 90-100 gramos, y su ciego tiene capacidad de 110-140 gramos. En el cie-go se da la fermentación de las partículas de fibra más pequeñas y más solubles; por movimientos antiperistálticos especiales se empu-jan las partículas más pequeñas y los fluidos hacia el ciego, mientras que las partículas grandes se eliminan con las heces. La capacidad celulolítica del conejo es inferior a la de los équidos y rumiantes, y por tanto no necesita tanta fibra en su dieta (13-15%).

Para aprovechar al máximo su fermentación bacteriana, el conejo tiene comportamiento de cecotrofia – vuelve a comer sus heces blan-das. Las heces blandas sólo se eliminan de la salida al sol hasta el mediodía, y se consumen directamente después de la eliminación (el suelo enrejillado no es un problema por tanto). Las heces blandas son diferentes que las heces normales; son especialmente ricas en vitami-nas, minerales, proteínas microbianas y ácidos grasos volátiles (acéti-co < butírico < propiónico). El animal puede distinguir entre ambos ti-pos por el contenido de ácidos grasos volátiles. Las heces blandas tie-nen menos consistencia por su bajo contenido de fibra, comparado con las heces duras.

Resumen digestión En general, los équidos presentan capacidad digestiva intermedia,

entre los rumiantes y los monogástricos. En función del contenido de fibra en la dieta, los animales presentan diferente eficacia relativa en su digestión:

Eficiencia comparada en la utilización de los alimentos

Cereales Leguminosas Gramíneas Paja

10 20 35 50 70 90

Eficie

ncia

relat

iva

FND en la dieta

No rumianteRumiante

EquidosPanda

Ingestión x aprovechamiento

Carbohidratos


Nutrición I

Nutrición I LípidosFunciones de los lípidos

Lípidos Los lípidos son un grupo de composición variable. A diferencia de

las proteínas y los carbohidratos, los lípidos están formados por molé-culas independientes. Son solubles en disolventes orgánicos y se divi-den en dos grupos: polares (con grupos hidrofílicos) o apolares (sin grupos hidrofílicos). La presencia o ausencia de grupos hidrofílicos de-termina las características físicas del compuesto. Los lípidos se divi-den en tres grupos:

1. Triglicéridos, diglicéridos, ácidos grasos saturados de cadena larga…

2. Fosfolípidos, monoglicéridos, ácidos grasos insaturados…3. Ácidos biliares

Funciones de los Lípidos Funciones fisiológicas

o Estructural y aislamiento. Membranas plasmáticas, ais-lamiento térmico y protección frente la desecación.

o Almacén de energía. 80% de la reserva energética cor-poral están en forma de ácidos grasos.

o Metabólica. Los lípidos son precursores de eicosanoi-des, ácidos biliares, hormonas esteroideas y vitaminas lipo-solubles.

Funciones nutricionales o Aporte energético (9.3 Kcal/g)o Menos incremento térmico. Se pierde menos calor du-

rante la digestión de lípidos que en la digestión de proteínas o carbohidratos.

o Incrementa la digestión y absorción de otros nutrien-tes liposolubles.

o Aporte de ácidos grasos esenciales y vitaminas liposo-lubles.

o Influencia sobre la calidad del producto final. Funciones alimentarías-tecnológicas

o Incrementa la palatabilidado Mejora el proceso de fabricación – sirve de lubricante. Incrementa eficiencia Disminuye el desgaste de maquinaria Capta polvo

Lípidos Nutrición I

Mejora formación de gránulo. Poca cantidad de grasa da consistencia, mientras que gran cantidad tiene el efecto contrario.

Nutrición I LípidosClasificación

Clasificación

Los lípidos de importancia nutritiva son los saponificables a base de glicerol: los triglicéridos, fosfolípidos y glicolípidos.

Glicéridos Los glicéridos están compuestos de una molécula de glicerol unida

a ácidos grasos variables mediante enlaces éster. En la posición 1 y 3 suelen unirse ácidos grasos saturados, mientras que en la posición 2 suelen situarse ácidos grasos insaturados.

Los triglicéridos también se denominan grasos neutros o tiracilgli-ceroles. Éstos pueden ser simples (3 ácidos grasos idénticos) o mixtos (3 ácidos grasos variables). Los triglicéridos simples son escasos. Sus funciones son variables:

Fisiológicas: reserva energética Nutritiva Alimentaria Los triglicéridos se caracterizan por ser hidrófobos y de baja densi-

dad.

Fosfolípidos El fosfolípido está compuesto por un ácido fosfatídico y otra molé-

cula pequeña (colina, etanolamina, serina o inositol). Son lípidos pola-res, cuya función fisiológica es estructural (membranas); su función

Saponificables Glicerol

No glicerol

Simples

Compuestos Triglicéridos

Fosfolipidos

Glicolipidos

Lecitinas Cefalinas

Fosfoatidilserina

Galactolípidos Glucolípidos

Simples

Compuestos Ceras

CerebrósidosEsfingomielinas

No Saponificables

Esteroides

Terpenos

Ácidos biliares

Esteroles

Carotenoides

Aceites esenciales

Hormonas

Vitaminas A, E, K

Eicosanoides

LípidosClasificación

Nutrición I

nutricional es ayudar la digestión y absorción de lípidos formando mi-celas. No tiene función alimentaria – no es muy importante como fuente energética.

GlicolípidosLos glicolípidos son parecidos a los fosfolípidos, pero en vez de un

grupo fosfato tienen un azúcar – glucosa (glucolípidos) o galactosa (galactolípidos). Su función es estructural. Son los lípidos más abun-dantes en forrajes (3-10% de la materia seca en hojas); en gramíneas 60% de los lípidos son galactolípidos.

CerasLas ceras son el resultado del enlace éster entre un monoalcohol

de elevado peso molecular con un ácido graso de cadena larga. Su función es estructural y de protección: en animales está presente en lana, pelos, plumas y cutícula de insectos; en vegetales constituye la cutícula de frutas y hojas. Las ceras son sólidas en temperaturas am-bientes, y su hidrólisis y saponificación son muy difíciles, lo que impli-ca baja digestibilidad y absorción.

Esteroides Los esteroides son compuestos de gran importancia biológica, pe-

ro no son importantes desde el punto de vista energético. Los esteroi-des son precursores de gran variedad de compuestos de actividad biológica:

Ácidos biliares. Se conjugan aminoácidos (glicina o taurina) en el carbono 17 en la posición 5. Función: ayudan a la digestión lipidi-ca.

Esteroles. En el carbono 17 se añaden 8-10 carbonos y en el car-bono 3 se añade un grupo hidroxilo. Este grupo incluye el coles-terol, el ergosterol y el lanosterol (graso de ovino – da gusto de lana a la carne; por lo tanto, no se utiliza grasa de ovino en ali-mentación animal).

Hormonas esteroideas.o Hormonas sexuales. Estrógenos, andrógenos y proges-

tágenos.o Hormonas suprarrenales. Cortisol, aldosterona y corti-

costerona.

Terpenos Polímeros de isopreno, en cadena lineal o estructuras cíclicas. In-

cluyen los pigmentos carotenoides, aceites esenciales (aromáticos) y vitaminas liposolubles.

Eicosanoides


Lípidos con actividad biológica – hormonas locales como prosta-

glandinas, prostaciclinas, trmboxanos, leucotrienes y lipoxinas. Tie-nen amplio rango de funciones fisiológicas.

Ácidos grasosLos ácidos grasos son los compuestos lipídicos más abundantes,

pero normalmente están asociados a otros complejos y no se encuen-tran en forma libre. Los ácidos grasos determinan las características de la grasa bruta de un ingrediente o alimento.

Los ácidos grasos se clasifican según su estructura: Cadena carbonada

o Longitud. Número de carbonos Par/imparo Lineal/ramificada

Enlaceso Simples/dobles o Configuración Cis/trans

Los ácidos grasos volátiles son los de 4-10 car-bonos; los ácidos grasos más abundantes son los de 16-18 carbonos.

Nombre sistemático Nombre común N. Delta N. Ome-ga

Ácido tetradecanoico Ácido mirístico C14: 0 C14:0Ácido hexadecanoico Ácido palmítico C16:0 C16:0Ácido cis-9-hexadecanoico Ácido palmitoleico C16:1 Δ9 C16:1 n7Ácido octadecanoico Ácido esteárico C18:0 C18:0Ácido cis-9-octadecanoico Ácido oleico C18:1 Δ9 C18:1 n9Ácido trans-11-octadecenoico Ácido vaccénico C18:1 Δ11 C18:1 n7tÁcido cis-9,12-octadecadienoico Ácido linoleico C18:2 Δ9,12 C18:2 n6Ácido cis-9,12,15-octadeca-trienoico

α-ácido linolénico C18:3 Δ9,12,15 C18:3 n3

Ácidos eicosanoico Ácido araquídico C20:0 C20:0Ácido cis-5,8,11,14-eicosatetrae-noico

Ácido araquidóni-co

C20:4 Δ5,8,11,14

C20:4 n6

Ácido docosanoico Ácido behénico C22:0 C22:0Ácido cis-13-docosenoico Ácido erúcico C22:1 Δ3 C22:1 n9Ácido cis-17,10,13,16,19-docosapen-tanoico

Ácido clupanodóni-co

C22:5 Δ7,10,14,16,19 C22:5 n3

La síntesis de la cadena hidrocarbonada es mediante la adición de grupos acetato, por tanto normalmente los ácidos grasos son lineales y de número par de carbonos. Sin embargo, en rumiantes se encuen-

Corta 4-6 CMediana 8-12 CLarga 14-20 CMuy lar-ga

Más de 22 C


Nutrición I

tran ácidos grasos de número impar de carbonos (precedentes de los microorganismos) y ácidos grasos ramificados, precedentes de ami-noácidos ramificados, también sintetizados por los microorganismos.

La conformación de enlaces dobles en cis o en trans modifica la conformación tridimensional de la molécula: una molécula insaturada con conformación cis presenta una flexura, mientras que la misma molécula pero en conformación trans se comporta como un ácido gra-so insaturado.

Normalmente cuando hay 2 enlaces dobles seguidos, hay un gru-po –CH2 entre ambos enlaces dobles. Los enlaces conjugados se dan cuando este grupo no está presente.

En el medio terrestre los ácidos grasos esenciales son el linoleico, el α-linolénico y el araquidónico; en el medio acuático los ácidos gra-sos esenciales, y diferentes en función de la localización: en el medio acuático continental (agua dulce) los ácidos grasos esenciales son el linoleico y el α-linolénico, mientras que en aguas marinas los ácidos grasos esenciales son el EPA y DHA; esta diferencia es la consecuen-cia de la alimentación parcialmente terrestre (insectos etc.) de la fau-na acuática en aguas continentales.

Materias Grasas en Alimentación AnimalCaracterísticas de las materias grasas en alimentación animal: Fuente energética a precio competitivo (50-70% de grasa bruta

añadida) Lípidos saponificables – triglicéridos Elevada variabilidad – tipificación. Las grasas de origen animal

son variables en función de la especie y su alimentación. Principalmente son ácidos grasos de cadena larga (16-18 carbo-

nos)Las materias grasas en alimentación animal se clasifican por su

origen (vegetal, animal), por su estado físico (aceite, grasa) y por su grado de insaturación (saturados, monoinsaturado y poliinsaturado).

Las grasas originadas de rumiantes presentan el grado más eleva-do de saturación, seguidos por los mamíferos monogástricos (cerdos), aves, peces y grasa vegetal, que presenta el mayor grado de insatu-ración.

Las grasas animales son derivados del tejido adiposo: Sebo. De rumiantes. Es infrecuente y caro en su forma pura. Manteca de cerdo. También es cara en su forma pura. Grasa animal. Mezcla de diferentes grasas animales en diferen-

tes proporciones. Grasa de aves. Poco utilizada en alimentación animal.


Aceite de pescado. Los factores que influyen la composición de la grasa son la especie

(animal monogástrico o rumiante), la dieta del animal (en monogástri-cos la re-síntesis es parecida a la dieta; es más difícil modificar la composición de grasas en los rumiantes, ya que los microorganismos ruminales modifican los ácidos grasos) y otros factores, como el clima (a temperaturas más bajas hay mayor grado de insaturación) o la lo-calización anatómica (zonas más superficiales presentan mayor pro-porción de grasas insaturadas).

Las enzimas digestivas hidrolizan los enlaces en la posición 1 y 3; el resultado es monoglicérido, que es altamente digestible.

Materias grasas de origen animalManteca de cerdo

La manteca de cerdo es altamente digestible por la riqueza de 16:0 en la posición, por tanto se suele utilizar en alimentación de jó-venes. Es rica en ácidos grasos omega 6 (18:2 n6). Su forma pura es muy cara y no se suele utilizar en alimentación animal. Grasa de ave

La grasa de aves se utiliza en estados unidos y Europa. Se usa po-co en animales de producción, pero es muy habitual en alimentación de animales de compañía, dando sabor a pollo al pienso. Su uso es problemático porque es no es limpio – restos de plumas provocan ob-turación de los dosificadores.Aceite de pescado.

El aceite de pescado es altamente rico en ácidos grasos poliin-saturados de cadena larga pero pobre en ácido linoleico (18:2 n6); normalmente se obtiene a partir del pescado azul. Se utiliza en la pis-cicultura, en peletería y consumo humano. Las oleinas se utilizan en piensos compuestos.

El aceite de pescado es muy rico en ácidos grasos omega 3 de ca-dena larga, y pobre en los ácidos grasos omega 6 y ácido linolénico:

Ácido gra-so

Anchoa (%)

Arengada (%)

Sardina (%)

Omega 3 >22 >15 >2518:3 n3 0.9 0.5 1.1EPA 9.2 8.1 15.8DHA 10.6 7.8 8.518:2 n6 2.6 1.0 1.8% GB 8-12 8-16.5 8-12

Se puede notar las diferencias entre las diferentes especies en cuanto a proporción de cada ácido graso, y las diferencias en grasa bruta total.


Nutrición I

El aceite de pescado, al ser altamente insaturado, implica proble-mas por su oxidación (hay que añadir estabilizantes) y por el gusto que proporcionan al producto final. El aceite de pescado tiene una composición variable, que depende de las especies utilizadas y la época del año.

No se puede utilizar en rumiantes porque alteran los microorganis-mos del rumen; tampoco se puede utilizar en conejos. Sebo

El sebo es la grasa proveniente de bovinos, ya que la grasa de ovinos no se utiliza al dar sabor característico a lana a la carne. Los ácidos grasos provenientes de la alimentación del rumiante sufren biohidrogenación ruminal – los microorganismos del rumen transfor-man los ácidos grasos insaturados en ácidos grasos saturados, y por tanto la composición de la grasa es mucho más homogénea – trieste-raina, triglicérido de 3 ácidos grasos idénticos – ácido esteárico. Apar-te, los ácidos grasos provenientes del rumiante pueden ser de núme-ro impar de carbonos, de cadena ramificada, con enlaces de confor-mación trans y dobles enlaces conjugados.

El ácido graso más frecuente en la posición II es palmitoleico, a di-ferencia de la manteca de cerdo, en la cual el ácido graso más fre-cuente en esta posición es el palmítico.

El sebo es la grasa de elección en rumiantes, y se utiliza para el re-engorde de productos lácticos utilizados en la alimentación de ter-neros; al ser muy saturado, no se altera en el rumen. Por el otro lado, al ser tan saturado, es poco digestible y por tanto no es muy reco-mendable en la alimentación de monogástricos jóvenes. Biohidrogenación de los ácidos grasos en el rumen

Grasas vegetales Las grasas vegetales son reservas de triglicéridos (98%); se con-

centran en la semilla del vegetal. Las dos fuentes principales de grasa vegetal son las plantas oleaginosas y las plantas tropicales (coco, pal-


mista). Las semillas de oleaginosas contienen elevada proporción de ácidos grasos poliinsaturados, sobre todo omega 6, y vitaminas lipo-solubles. La grasa de plantas tropicales es rica en ácidos grasos satu-rados de cadena corta-mediana, y por tanto son altamente digesti-bles; al ser ácidos grasos saturados, la grasa tiene textura semisolida.

LípidosMaterias Grasas en Alimentación Animal

Nutrición I

Clasificación de grasas y aceites Saturados

o De cadena mediana: 5-12C. Fuentes caras – importa-ción. Importantes en otras industrias, como re-engorde de productos lácticos, consumo humano y cosmética.

Coco (cubierta) Palmista (nuez)o De cadena larga Sebo Manteca de cerdo Palma

Monoinsaturadoso Omega 9. Rico en ácido oleico. Oliva. No se utiliza en alimentación animal, pero

sí que se utilizan las oleinas obtenidas en el proceso de refinación del aceite de oliva.

Girasol. Soja Cártamo

Poliinsaturadoso Ricos en linoleico Maíz Algodón. Girasol Soja Cártamoo Ricos en linolénico Linaza Pescado

Nutrición I LípidosMaterias Grasas en Alimentación Animal

Composición lipídica de grasas y aceites

AGS AGMI AGPI C18: ω6 C18: ω3 Otros ω3

Punto de fu-sión

Aceite de coco 66-84 5-9 1-3 1-2.5 - - 25ºAceite de palma 40-50 40-52 6-10 6-100 - - 33ºSebo 42 47 11 6 0.6 - 40ºManteca de cer-do 37 52 11 9 0.5 - 47º

Aceite de colza 7 59 34 23 10 - 5ºAceite de soja 14 29 57 51 6 - -14ºAceite de girasol 10 23 67 66 0.5 - -17Aceite de linaza 10 22 68 16 51 - -17Aceite de pesca-do 40 25 35 - - 33

Los aceites de vegetales tropicales son más saturados que grasas de origen animal; sin embargo, al contener mayoritariamente ácidos grasos de cadena mediana, son más digestibles. Generalmente, las grasas de origen animal tienen unos 40% de grasas saturadas.

Otros tipos de grasas en alimentación animal Oleinas Grasas formuladas Grasas protegidas – bypass

o Jabones cálcicoso Grasas hidrolizadas

Grasas de freídoGrasas formuladas

Las grasas formuladas son mezclas de diferentes grasas, normal-mente oleinas, grasas animales y lecitinas. En función de su conteni-do en ácido linoleico, se determina la proporción utilizada en cada producción animal:

50% en ponedoras 20% en monogástricos adultos

Grasas inertesSe utilizan en rumiantes con el fin de evitar la biohidrogenación en

el rumen e incrementar la cantidad de ácidos grasos poliinsaturados


Nutrición I

que llegan al intestino delgado. Hay dos tipos de grasas inertes: jabo-nes cálcicos y grasas hidrogenadas.

Los jabones cálcicos son ácidos grasos libres saponificados con calcio. Reducen la palatabilidad del preparado, e incrementan el con-tenido de calcio en la fórmula. El calcio se separa del ácido graso des-pués de salir del rumen.

Las grasas hidrogenadas son grasas insaturadas que sufren hidro-genación, que incrementa su punto de fusión, y por tanto su solubili-dad. Son más estables, incrementan la palatabilidad, e incrementan la proporción de grasa bruta por unidad de peso. Grasas de freído

Compuestos polares (monoglicéridos, diglicéridos, ácidos grasos libres)

No solubles Polímeros de triglicéridos Contaminantes

Transformación industrial de aceites

Aceite bruto

Aceite refinadoCalidad:

ColorOlor

SaborEstabilidad

Pastas sódicas del refinado

Lecitinas60% fosfolípidos, 40% TG

Producto caroPoco energético

Rico en vitamina EEmulsionante

Se utiliza en animales en primeras fases para

mejorar absorción de grasas

NaOH

Vapor

Na2SO4H2SO4

Oleina bruta

Oleinas40-60% AG libres

Composición parecida al origenBaja digestibilidad

Bajo valor energéticoMás barato

No se utiliza en jóvenes

H2O

Nutrición I LípidosPropiedades de las Grasas

Propiedades de las GrasasLas propiedades de las grasas son: Hidrólisis Oxidación Hidrogenación

HidrólisisLa hidrólisis de los triglicéridos se da por la saponificación (NaOH,

KOH) o por la lipólisis intestinal, que lleva a cabo en el duodeno.

El enranciamiento hidrolítico es producido por las lipasas de hon-gos y bacterias. No modifica el valor nutritivo, pero afecta las caracte-rísticas organolépticas – olores y sabores anormales; también incre-menta la susceptibilidad a la oxidación.

Oxidación lipídicaLa oxidación lipídica tiene efectos distintos sobre el alimento y la

salud. La oxidación de lípidos en el alimento reduce su valor nutritivo y organoléptico, y también reduce su capacidad de conservación. La oxidación lipídica tiene efectos sobre la salud: provoca enfermedades cardiovasculares, cánceres y envejecimiento.

La oxidación se inicia por una molécula iniciadora, que es altamen-te reactiva. Esta molécula reacciona con un lípido, y lo transforma en un radical libre, que tiene capacidad de propagar la reacción en cade-na, cuando reacciona con oxígeno molecular dando peróxidos. Los pe-róxidos también son altamente reactivos, y reaccionan con otras mo-léculas de lípido. La oxidación de lípidos a hidroperóxidos se conside-ra oxidación primaria. La oxidación de estos hidroperóxidos en al-coholes, aldehídos y cetonas se considera oxidación secundaria. La oxidación acaba cuando dos radicales libres o dos peróxidos reaccio-nan entre sí dando compuestos no reactivos.

Hay factores pro-oxidantes, como la composición de ácidos grasos (los poliinsaturados son más susceptibles que los monoinstarados y los saturados), el procesamiento y la conservación del alimento (tem-peratura, luz, oxígeno) y la presencia de metales de transición, como hierro y cobre.


Nutrición I

La oxidación se puede prevenir – los antioxidantes pueden anular peroxidantes, al secuestrar oxígeno molecular y metales; también pueden secuestrar radicales libres, así interfieren en la propagación de la oxidación. Hay diferentes tipos de antioxidantes, sintéticos y na-turales; los antioxidantes difieren en su acción: algunos pueden ac-tuar solamente en alimento, otros pueden actuar sólo en el organismo y algunos pueden actuar en ambos.

Antioxidantes sintéticos:o BHT (butilhidroxitolueno). Puede actuar sólo in vitro.o BHA (butilhidroxianisol). Puede actuar sólo in vitro.o Etoxiquina. Puede actuar también in vivo.

Antioxidantes naturales:o Tocoferoles (vitamina E). acción in vivo.o Carotenoides. o Vitamina C

Análisis de Materias Grasas Cuando se hace una analítica o control se buscan los siguientes: Valor nutritivo Origen y tipo de grasa Estado de alteración Calidad tecnológicaHay dos tipos de analíticas: estructural y calidad.

Análisis estática de materias grasas Estructura

o Grasa total (EE, GB). Después de conocer este valor, no se puede conocer la composición de ácidos grasos ya que se han alterado con al calentarlos. Si se hace servir el méto-do de Folch si que se puede conocer el contenido de ácidos grasos, porque se hace en frío; por eso este método es el uti-lizado en la rutina.

o % ácidos grasos. Se analiza mediante la cromatografía de gases. NIRS – determina la composición en ácidos grasos mediante espectrofotometría.

o Posición en el triglicérido. Se produce la lipólisis enzi-mática (lipasa pancreática), lo que determina la proporción de diferentes ácidos grasos en la posición II del triglicérido.

Nutrición I LípidosAnálisis de Materias Grasas

Ácido grasos – longitud y enlaces

o Índice de saponificación. Longitud de cadena – más corta, más base utilizada (mg KOH por gramo).

o Índice de yodo. Mide el grado de insaturación de los ácidos grasos. Más insaturación – más yodo. Está en desuso.

o Punto de fusión. Valor energético (MIU)

o Humedad. Se da en agua por energía y no lo quiero. A lo largo se da hidrólisis de triglicéridos y una oxidación pos-terior. <1%.

o Impurezas. Restos de células, pelos, etc. No energéti-cos. <1%.

o Insaponificable. No son ácidos grasos. Las fuentes ve-getales son más ricas en grasa insaponificable.

El conjunto MIU tiene importancia en las industrias alimentarias. La suma de los valores MIU debe ser igual o inferior a 3%.

Análisis dinámica de materias grasasResponde a ¿Cómo está, alterado o no? La mayoría de los análisis

no se emplean en fábricas. Ácidos grasos libres. Si hay 50% de AGL, la materia contiene olei-

na o que está alterado.o Grado de acidezo HPLCo Colorimétrico

Grado de oxidacióno Índice de peróxidos. Los peróxidos son productos de

oxidación primaria. Valores normales entre 5 y 8 mEqO2/kg. GR.

Superior a 8 – muchos peróxidos. Inferior a 9 – no se puede decir si hay pocos por-

que los peróxidos e hidroperóxidos son muy inestables. Inferiores o iguales. No se puede decir si el trigli-

cérido no esté oxidado. o Índice de TBA (ácido tiobarbitúrico). Sólo función bien

en los tejidos; en piensos e materias primas no funciona. o Índice de P. anisidina (piensos, grasas).o Componentes volátiles.o Control global de la oxidación

LípidosAnálisis de Materias Grasas

Nutrición I

Grasas de freídoso Compuestos polares (MG, DG, AGL)o Materias no eludibleso Polímeros de TG y HO. TG son buenos, la resta es per-

judicial. Contaminantes Resistencia a la oxidación

o Índice AOM. Origen activo. Se calienta muestra de gra-sa a elevada temperatura y se mide la cantidad de peróxi-dos.

o Ranciado. No se puede sabe a nivel de pienso, sí a ma-terias primas; para ver el grado de estabilidad de la grasa.

o Incremento de pesoo Antioxidantes

Análisis orientativo de grasas

Manteca de cerdo 1ª

Manteca de cerdo 2ª

Sebo 1ª

Sebo 2ª

Mezcla de gra-sas animales

Oleinas soja-gira-sol

Oleinas de origen ani-mal

Humedad <0.5 <1 <0.5 <1 <0.5 <1 <1Impurezas <0.2 <1 <0.5 <1 <1 <1 <1Insaponifica-ble

<1 <2 <1 <2 <2 <3 <2.5

I. Peróxidos <5 <8 <5 <8 <8 <5 <8I. yodo 65 62 53 50 >60 >120 >75AGL <2 <10 <2 <10 <5 55 50

Modelo de programa de rutina en control de grasasAnálisis Sebo

manteca de cer-do

Grasa de aves

Grasa ani-mal

Mezcla grasa animal y ve-getal

Oleinas vegeta-les

Aceites vegetales

Humedad A A A A A AImpurezas A A A A A AInsaponificable D D C C A AAG totales D D C A A DAGL C C C A A CI. yodo D D C A A DI. peróxidos C B A A A AValor AOM D C C C C CComposición AG E E C C D C

A – todos los lotesB – 50% de los lotesC – 25% de los lotes

D – 10% de los lotesE – al azar


Digestión y Absorción Digestión y absorción en monogástricos

Los lípidos son poco hidrosolubles. El lugar de absorción es el in-testino delgado (medio acuoso). Cuando el animal come, a la boca no se absorbe nada. El alimento pasa al estómago, donde se dan con-tracciones y se emulsifica el contenido; el HCl secretado por el estó-mago ayuda a disgregar el bolo.

La lipasa gástrica actúa sobre determinados ácidos grasos de ca-dena corta; no la tienen todas las especies (sólo perro, hombre y ra-ta). La bilis contiene sales biliares y fosfolípidos; son lípidos altamente solubles que ayudan a formar la emulsión. El páncreas secreta la lipa-sa, la colipasa y fosfolipasas. La colipasa ayuda a unir la lipasa pan-creática las micelas de lípidos.

Al yeyuno se da la absorción; en aves de puede dar también en el íleon. Después de la absorción, las sales biliares son recicladas por-que las necesidades de los animales son superiores a la producción de ellas.

Las gotas de lípidos se reducen dando el lípido emulsionado capaz de ser atacado por las enzimas hidrolíticas. Los productos de la hidró-lisis de los lípidos son:

Monoglicéridos Diglicéridos Ácidos grasos libres Lisofosfolípidos Estos productos de la digestión de lípidos van a formar las micelas

mixtas. Primero penetran los monoglicéridos y los ácidos grasos in-saturados, que son más hidrosolubles, en las micelas formadas por sales biliares y lisofosfolípidos; a consecuencia, la micela se ensancha y su interior hidrófobo es más grande, y por tanto más fácil de pene-trar para los compuestos más hidrófobos, como los ácidos grasos saturados de cadena larga, colesterol y vitaminas.

Fuera de las micelas quedan los triglicéridos no digeridos (se pier-den), el glicerol y los ácidos grasos de cadena corta-mediana (son re-lativamente solubles y por tanto no necesitan su solubilización mice-liar para ser absorbidos).

El pH del enterócito disgrega la micela, liberando los ácidos grasos contenidos en su interior que se absorben por el epitelio.


Nutrición I

Los ácidos grasos libres de cadena corta-mediana penetran la cé-lula y salen no alterados.

El colesterol penetra, vuelve a formar ésteres de colesterol y se empaqueta en quilomicrones.

Los monoglicéridos penetran el enterócito y vuelven a unirse a ácidos grasos libres para formar triglicéridos y fosfolípidos.

Los ácidos largos de cadena larga penetran el enterócito por dife-rencia de concentraciones y también por transporte facilitado, mediante la proteína ligadora de ácidos grasos (FABP, Fatty Acid Binding Protein) que los transporta hacia el citoplasma. Parece que tiene más apetencia a ácidos grasos insaturados que satura-dos. Los ácidos grasos libres que penetran el enterócito pueden servir para:

o Degradación por el enterócito (obtener energía, sínte-sis de cadena carbonada de aminoácidos no esenciales etc.).

o Unión a monoglicéridos y glicerol para reconstruir tri-glicéridos.

El glicerol sirve para reconstruir los triglicéridos Los lisofosfolípidos sirven para reconstruir los fosfolípidosLos triglicéridos y el colesterol son pocos solubles. Se empaquetan

en partículas – lipoproteínas plasmáticas – que los vehiculan en el to-rrente sanguíneo.

Los quilomicrones se forman después de comer. Desembocan en el sistema linfático (en aves desembocan directamente en sistema porta – portamicrones). Otras lipoproteínas son poco habituales des-pués de comer. Los quilomicrones contienen mayoritariamente trigli-


céridos (85-90%), fosfolípidos (4-9%), colesterol (0.4-3%) y apoproteí-nas (0.6-2%).Disponibilidad de los lípidos dietéticosRación – factores modificables

Composición de la grasao Ácidos grasos Longitud de cadena Grado de insaturación

Sinergismo – mezclas de ácidos grasos saturados e insaturados incrementa la absorción de los insaturados porque los insaturados ensanchan las micelas y facilitan la penetración de los ácidos grasos insaturados a la micela.

Configuración cis-trans. Ácidos grasos de confi-guración trans son parecidos en comportamiento a áci-dos grasos saturados.

o Ácido graso en posición 2 del triglicérido. Ácidos gra-sos cortos e insaturados incrementan la digestibilidad.

o Triglicéridos y ácidos grasos libres Nivel de inclusión (en jóvenes)

o Elevado contenido de grasa bruta en la alimentación no modifica la digestibilidad en adultos, pero en jóvenes re-duce la digestibilidad y absorción porque su motilidad diges-tiva es muy rápida y no deja tiempo para el ataque enzimáti-co, que es inferior porque su paquete enzimático todavía no está desarrollado del todo.

Otros factoreso PNA (polisacárido no amiloideo). Incrementa la viscosi-

dad, lo que reduce el ataque enzimático e incrementa la pro-liferación de microorganismos.

o Iones divalentes (calcio, magnesio) forman jabones con ácidos grasos libres, lo que reduce la absorción.

Animal – factores no modificables Edad (jóvenes). Por ejemplo, comparamos la alimentación del le-

chón antes y después del destete. La leche presenta ácidos gra-sos saturados de cadena corta-mediana, y glóbulos de grasa de diámetro pequeño. El pienso presenta ácidos grasos de cadena larga (superior a 14C) y glóbulos grandes de materia grasa. El le-chón no está preparado a consumir el pienso, porque su cantidad de lipasas es inferior. Si comparamos la digestibilidad de grasa vegetal con grasa animal, veremos que la capacidad enzimática del lechón va aumentando, y en general la digestibilidad del


Nutrición I

aceite vegetal es superior a la de la grasa animal. Por tanto, po-demos concluir que la alimentación en primeras fases debe con-tener grasa insaturada o grasa de vegetales tropicales (ácidos grasos saturados de cadena corta).

Otroso Genética o Saludo Proliferación bacteriana

Efecto extracalórico – al añadir grasa, el incremento calórico real es superior a lo esperado porque la grasa hace el tránsito intesti-na más lento y el animal aprovecha mejor todos los componen-tes de la dieta.

Digestión y metabolismo de las grasas en rumiantes

Principal lipoproteína en rumiantes – VLDL.

MetabolismoMetabolismo de las lipoproteínas

Los quilomicrones circulan en la linfa y llegan al torrente sanguí-neo, y a los diferentes tejidos periféricos. La lipoproteinlipasas (LP-li-pasa) situada en el endotelio de las capilares periféricas reconoce la apoproteína de la lipoproteína y rompe los triglicéridos contenidos en el quilomicrón en ácidos grasos libres y glicerol. Los quilomicrones van perdiendo triglicéridos, transformándose en quilomicrones resi-duales que llegan al hígado.

Cuando hay elevado contenido de grasa, el hígado vuelve a sinte-tizar lipoproteínas para redistribuir la grasa en partículas de densidad


inferior, VLDL. Los VLDL pierden ácidos grasos por la acción de la LP-lipasa del endotelio, haciéndose cada vez más densos (VLDL--> IDL (VLDL residuales) -->LDL).

Cuando los ácidos grasos llegan a los tejidos, sirven diferentes fun-ciones según el tejido:

Tejido adiposo. El glicerol no puede penetrar el adipocito, sólo los ácidos grasos. Los ácidos grasos vuelven a formar triglicéridos con glicerol-fosfato proveniente de la glicólisis. Los triglicéridos son material de reserva; sin embargo, el tejido adiposo no es es-tático, y hay recambio de la reserva de triglicéridos. Cuando hace falta, se rompen los triglicéridos y se libera el glicerol y los ácidos grasos al torrente sanguíneo. NEFA - ácidos grasos no esterifica-dos unidos a albúmina.

Otros tejidos. Ácidos grasos y glicerol pueden penetrar la mayor parte de tejidos. Los ácidos grasos son oxidados para obtener energía o para la resíntesis de triglicéridos.

Hígado. Puede absorber ácidos grasos libres o de las lipoproteí-nas. Los utiliza para la síntesis de nuevas partículas, fosfolípidos y colesterol.

Lipoproteínas

Partícula

Proteina Triglicéri-

dos Colesterol


Nutrición I

Catabolismo de lípidosProducción de energía/mol

(moles de ATP)

Calor de combus-tión

Glicerol (ciclo de Krebs) 21 397Ácidos grasos (β-oxidación)

Palmítico-->palmitil-CoA -2

PalmitilCoA -->acetil-CoA 35

AcetilCoA --> CO2 +H2O 95

Ganancia neta 129 2398Tripalmitina (3·129+21) 408 7594

Balance:

Síntesis de novo de triglicéridos

Especie Híga-do

Tejido adipo-so

Cerdo +? +++Rumiante no lac-tante

+? +++

Rata ++ ++Conejo ++ ++Aves +++ +?Hombre +++ +?

En los rumiantes y los suidos, el órgano principal de la síntesis de novo de triglicéridos es el tejido adiposo; a diferencia, en las aves y el hombre, el órgano principal es el hígado.

Ácido palmítico Glicerol8 moles acetato Gasto 0.5 mol de glucosa Gas-

toAcetato-acteilCoA (8) 16

ATPGlucosa--> dihidroxiacetona P

1 ATP

acetilCoA --> MalonilCoA (7)

7 ATP Dihidroxiacetona P --> glice-rol 3P

3 ATP

Total: (8C2+23 ATP+1.17 gluco- Total: 0.5 glucosa+4 ATP


sa)·3

Compuestos Nitrogenados Introducción

Las proteínas son compuestos orgánicos complejos que contienen hidrógeno, oxígeno, carbono, nitrógeno y a veces azufre. Es el compo-nente principal del tejido muscular, y es muy importante en el ciclo vi-tal celular (mantenimiento, crecimiento y producción). El contenido proteico de un alimento es importante tanto en animales de produc-ción (se interesa producir productos animales ricos en proteína) como en animales de compañía.

El los animales, el contenido proteico corresponde al 15-18% del peso vivo; de la materia seca, la proteína consta del 55%.

Materia fresca Materia Seca

No todos los alimentos tienen el mismo contenido de proteínas; además, el valor de proteína bruta no es el valor real de proteína sino una estimación de ella a través del nitrógeno liberado. Los perfiles aminoacídicos varían mucho entre los diferentes alimentos tanto en productos vegetales como animales. En monogástricos hay que suple-mentar con aminoácidos sintéticos.


Nutrición I

El contenido en proteína (composición corporal) se modifica con la edad – el contenido acuoso y proteico se reduce, mientras que el con-tenido en grasa aumenta; el contenido en cenizas se mantiene pareci-do.

La proteína del organismo requiere renovación constante – protein turnover. El organismo está sintetizando y digiriendo la proteína cons-tantemente. El proceso de renovación produce pérdidas de nitrógeno (responsable de la contaminación ambiental). Para minimizar la canti-dad de residuos producidos, hay que maximizar el reciclaje proteico que el animal ejerce, dándole una ración con contenido proteico lo más similar a sus necesidades, tanto en cantidad como en calidad.

Los aminoácidos esenciales son aquellos que el organismo no es capaz de sintetizar o que los sintetiza en una cantidad que no cubre sus necesidades. El monogástrico necesita aporte proteico y amino-acídico en la dieta para su desarrollo y funcionamiento normal, mien-tras que el rumiante tiene microbiota capaz de sintetizar aminoácidos a partir de compuestos nitrogenados no proteicos (y por tanto su ra-ción no debe cubrir toda su necesidad proteica).

Compuestos nitrogenados no proteicos (NNP)% PB P. Verda-

deraNNP

Paja Cebada 2-3 -- 2-3 P. Fibrosos


Pulpa remola-cha 9 1-2 7-8

Maiz 9-10 8-9 1

CerealesCebada 10-

12 9-11 1

Trigo 12-13 11-12 1

Heno Gramí-nea

10-15 7-11 3-4

HenosHeno Alfalfa 15-

23 11-17 4-6

Harina Girasol 25-40 22-34 3-5

Suplemen-tos

proteicos

Harina Soja 44 42-45 36-39 5-6

Harina Carne 50-55

Harina Pesca-do

65-71

Urea 287.5 -- 287.

5 NNP

Los compuestos nitrogenados en alimentación animal sirven para la síntesis de vitaminas, ácidos nucleicos etc.

Aminoácidos libres (plantas verdes) Aminas. Las aminas proceden de la descarboxilación de aminoá-

cidos, y pueden ser tóxicos.o Histidina --> hitaminao Arginina --> putrescinao Lisina --> cadaverinao Betaina – es una amina terciaria que se forma al oxi-

darse la colina, presente en coproducíos de la remolacha azucarada. Es una donadora de grupos metilo, que permite ahorrar metionina y colina. El problema es que da olor a pes-cado a la leche.

Amidas. La aspargina (aspártico) y la glutamina (glutámico) pue-den considerarse aminoácidos.

Urea. La urea es el producto final de la degradación del nitrógeno en mamíferos; su peso molecular es 60 y su contenido en nitró-geno es del 46.6%.

Amoniaco. El amoniaco es el producto final de la degradación de las proteínas y el precursor de la urea y el ácido úrico en el orga-nismo.


Nutrición I

Nitratos. Si se reducen a nitritos son extremadamente tóxicos. Los nitritos son presentes de forma normal en las plantas.

Alcaloides. Sólo se encuentran en algunas plantas, y algunos son venenosos.

o Nicotina – tabacoo Atropina – Belladona o Cocaína – coca

Ácido úrico. Producto final del metabolismo de las purinas en el hombre y otros primates. Se encuentra en la orina. En aves es el principal producto del catabolismo del nitrógeno.

Vitaminas del grupo B Purinas y pirimidinas El porcentaje de la proteína bruta que corresponde a NNP varía en

los diferentes alimentos.

En los forrajes, las aminas llegan al 50% de los NNP:

TEMA 8 -ESTRUCTURA I ANÀLISI DELS COMPOSTOS NITROGENATS


INTRODUCCIÓ

Les proteïnesLes proteïnes són compostos orgànics complexes amb àtoms de H, O, C i N en la seva estructura (en alguns casos també trobem S). Són el principal component del teixit muscular, i tenen molta importància en el cicle vital cel·lular (manteniment, creixement i producció).

Els aliments presenten una elevada variabilitat en els nivells de proteïna bruta (PB). També cal tenir en compte que tota aquesta PB no és proteïna, ja que els mètodes d’anàlisi el que fan és mesurar el nitrogen total de la mostra i tot seguit es multiplica el que hem obtingut per el factor 6’25 (aquest mètode si és vàlid per als aliments concentrats com les farines).

Diferents nivells de PB d’alguns ingredients.

La proteïna representa un 15-18% de la matèria fresca de l’animal i fins un 55% de la matèria seca. Aquestes xifres varien segons l’espècie, l’edat, la condició fisiològica, etc.

A mesura que l’animal es desenvolupa, els seus nivells de greix pujen en detriment dels de proteïna.


Nutrición I

Els nivells de PB en la ració varien amb l’edat, ja que per exemple, els individus joves necessiten més proteïna perquè estan en fase de depositar-la (creixement).

La proteïna de l’animal està en renovació constant (turn-over proteic). L’organisme està continuament degradant i sintetitzant proteïna. És per aquest motiu que sempre hem s’ha d’aportar proteïna a la dieta. Per tant, en nutrició animal hem d’aconseguir donar-li la proteïna necessària per mantenir el nivell proteic constant. També cal tenir en compte, que si li donem més proteïna de la necessària, l’animal excretarà tot allò que no li cal en forma d’urea, amb els problemes ambientals que això comporta. Per tant, hem d’aconseguir arribar a un equilibri.

No només és important aportar la quantitat necessària de proteïna, sino també la “qualitat”. Existeixen una sèrie d’aminoàcids essencials que són indispensables per a que l’individu pugui desenvolupar les seves funcions normals.

A més a més de tot el que ja s’ha comentat, l’animal també necessita altres compostos nitrogenats no proteics en la seva dieta, que formen determinades estructures nitrogenades.


La proteïna pot ser d’origen animal o vegetal. La d’origen animal és millor des del punt de vista nutricional, ja que té un perfil aminoacídic més semblant a la proteïna de l’individu que consumeix l’aliment. En canvi, la proteïna vegetal s’ha de “transformar” un cop ingerida.

Monogàstrics

Hem d’aportar els aminoàcids essencials i necessaris per a un correcte creixement.

Apuntes de Ferrán Nutrición I

Remugants

La microbiota pot sintetitzar aminoàcids a partir de material no proteix. Per tant, els remugants no són tan exigents pel que fa a aminoàcids.Els animals remugants joves, per contra, no tenen la microbiota tan desenvolupada com els adults i per tant es comporten més aviat com un monogàstric.

COMPOSTOS NITROGENATS

Podem dividir el nitrogen dels compostos en dos grans grups:

- Nitrogen no proteic (NNP)- Nitrogen d’origen proteic (Proteïnes i aminoàcids)

En aquesta taula es mostren la proteïna verdadera i el nitrogen no proteic (NNP) de la PB total d’alguns ingredients.

Tot seguit es comentaran les diferents fonts de nitrogen, dividides en nitrogen no proteic i nitrogen d’origen proteic.

NITROGEN NO PROTEIC

1) Aminoàcids lliures

Es troben prinipalment en plantes verdes.

2) Amines

Procedeixen de la decarboxilació d’aminoàcids (degradació). Les trobem per exemple, en la matèria putrefacta. Tenen l’inconvenient que poden ser tòxiques.

Nutrición I Apuntes de Ferrán

- Histidina Histamina- Arginina Putrescina- Lisina Cadaverina- Betaïna : Amina terciària procedent de la colina. La trobem en

productes de la remolatxa sucrera. Com a inconvenients trobem que pot donar olor a peix (per exemple, en la llet de vaques alimentades amb polpa de remolatxa). S’usa en el mercat d’additius perquè és una donadora de grups metil que a més a més, serveix per estalviar metionina i colina.

3) Amides

- Asparagina (aspàrtic) i glutamina (glutàmic) poden considerar-se aminoàcids

- Urea (forma d’eliminació del nitrogen)

4) Amoníac

- Producte de la degradació d’aminoàcids i precursos d’urea i àcid úric a l’organisme

5) Nitrats

- Origen vegetal principalment- Extremadament tòxics si es redueixen a nitrits

6) Alcaloides

- Només en algunes plantes- Verinosos- Exemples: Nicotina (tabac), Atropina (belladona), Cocaïna

(coca),…

7) Àcid úric

- Producte final de la degradació de purines en humans i primats- En aus és el principal producte del catabolisme del nitrogen

8) Vitamines del grup B

9) Purines i pirimidines (DNA, RNA, …)


NNP d’alguns aliments

En aquest gràfic es mostren les proporció de NNP de la PB en diferents ingredients. Com podem veure, en els farratges el 50% són estructures lliures (aminoàcids i amines). La fermentació de vegades produeix que pugin els nivells d’amoníac.

NITROGEN PROTEIC

Proteïnes

Seqüències d’aminoàcids determinades pel codi genètic. Un cop ingerides, són digerides mitjançant enzims que trenquen els enllaços peptídics alliberant aminoàcids, que són aborbits i utilitzats en la síntesi proteica. Així doncs, el que realment necessita l’animal no són proteïnes, sino aminoàcids.

AMINOÀCIDS

Hi ha 20 aminoàcids (Els més abundants en la natura són els α.aminoàcids) que són els més freqüents en els animals. En veterinària, existeixen 10 aminoàcids essencials, tot depenent de l’espècie. També depenent de la fase productiva o fisiològica en que es trobi l’animal, poden haver-hi més o menys aminoàcids essencials.

Els aminoàcids (α-aminoàcids) són mol·lècules amb un gup carboxil i un grup amino units a un carboni α. Hi ha dos tipus d’isòmer: els D i els L. Els únics aprofitables per a la síntesi proteica són els L, amb l’excepció de la D-metionina.


AMINOÀCIDS ESSENCIALS

Aminoàcids essencials estrictes: Aquells aminoàcids que no poden ser sintetitzats per l’organisme.

Aminoàcids semiessencials: Pot sintetitzar-se endògenament, però no en quantitats suficients com per fer front a les necessitats metabòliques i per tant, també cal aportar-los en la dieta. Aquesta situació sol donar-se en períodes fisiològics determinats.

Aminoàcids no essencials: Poden ser sintetitzats endògenament.

En el cas dels remugants, en principi no trobem cap aminoàcid essencial ja que la microbiota pot sintetitzar-los tots. Així, podríem classificar els aminoàcids essencials des de dos punts de vista:

- Essencials nutricionals: Per la raó que sigui, s’han d’aportar a la dieta.

- Essencials metabòlics: És essencial, però el sintetitza la microbiota, per tant, no l’he d’aportar.

Taula amb els aminoàcids més abundants, classificats segons la seva essencialitat.Els 4 aminoàcids essencials més importants són:


- Lisina- Treonina- Triptòfan- Metionina

Com ja s’ha dit anteriorment, l’essencialitat dels aminoàcids depèn de l’espècie. En general, els més importants són els citats anteriorment, i els 10 de la taula són els essencials en gairebé totes les espècies (l’arginina només és essencial en animals joves).La glicina és essencial en pollastres perquè és necessari per formar l’àcid úric. La glicina pot convertir-se en serina i vicecersa.

Alguns aminoàcids essencials poden ser convertits en altres aminoàcids no essencials, però no a la inversa. Així doncs, una carència d’aminoàcid no essencial pot desenvolupar una deficiència en un aminoàcid essencial, ja que per intentar fer front a la carència del no essencial, es transforma l’essencial en el no essencial, podent provocar dèficit en l’essencial.

En aquesta taula estan aparellats els aminoàcids en essencials i no essencials segons si la carència del no essencial podria cursar la deficiència de l’essencial. És el cas, per exemple, de la prolina en els pollastres. La prolina (o hidroxiprolina, segons la taula) pot sintetitzar-se a partir de la lisina, però no a l’inrevés.

DEFICIÈNCIA D’AMINOÀCIDS ESSENCIALS

La seqüència única d’aminoàcids de les proteïnes exigeix que tots els aminoàcids, tant essencials com no essencials, estiguin presents en el lloc de la síntesi. Així doncs, si existeix qualsevol deficiència, la utilització de la resta dels aminoàcids quedarà compromesa i no es podrà realitzar la síntesi proteica i com a conseqüència, tampoc es podran duur a terme els processos metabòlics associats.

Queda clar, doncs, que una deficiència de qualsevol aminoàcid essencial pot desembocar en patologies més o menys importants i que per tant, és un factor a tenir en compte.


Per evitar aquestes carències, cal formular una dieta adequada per a l’animal. També existeixen aminoàcids sintètics o industrials que es comercialitzen com a additius i que poden servir per evitar les carències. Hi ha dos possibles vies d’obtenció d’aquests aminoàcids:

- Síntesi química obtenció de formes D i L- Fermentació obtenció de formes L

CLASSIFICACIÓ DELS AMINOÀCIDS SEGONS LA SEVA ESTRUCTURA

1) Monoamino-carboxil (neutres)1.1) Alifàtics1.2) Aromàtics1.3) Sofrats

2) Monoamino-Dicarboxil (àcids)

3) Diamino-carboxil (bàsics)

4) Heterocíclics

PROPIETATS DELS AMINOÀCIDS

Els aminoàcids són substàncies de naturalesa amfòtera, és a dir, que es poden comportar com a àcid, com a substància o com a base segons el pH del medi. Aquesta propietat és molt important pel que fa a les seves funcions metabòliques.

Depenent del radical R de la seva estructura, els aminoàcids poden ser més o menys hidrofòbics.

Aquestes dues característiques són determinants en les seves propietats i en les de les proteïnes.

PROTEÏNES

Tipus de proteïnes segons les seves característiques físico-químiques

Globulars (origen animal i vegetal)- Albúmines (hidrosolubles i coagulables per calor)- Globulines (reserva)

Fibroses (d’origen animal, insolubles i resistents a enzims digestius)- Colàgen- Elastina- Queratina (insoluble i indigestible)

Conjugades- Glucoproteïnes- Lipoproteïnes


FUNCIONS DE LES PROTEÏNES

Estructural: Queratina, colàgen, miosina…

Metabòlica i de transport: Enzims, hormones, anticossos, albúmina…

En estudi actualment:

- Paper a nivell mol·lecular- Precursors de neurotransmisorts i hormones- Immunomoduladors

Cal tenirm en compte que la funció d’una proteïna ve determinada principalment per la seva estructura (primària, secundària, terciària i quaternària) i per tant, pels aminoàcids que la componen.

DETERMINACIONS ANALÍTIQUES

Determinació de la PB

Mètode de Weende. Es mesura tot el nitrogen de la mostra pel factor 6’25, ja que se suposo que el 16% del nitrogen és proteic. No apareixen els nitrats ni els nitrits en el mostreig. Aquest mètode és útil per a ingredients amb un elevat contingut en proteïna real com ara les farines i altres concentrats. Per tant, pot ser útil per a pinsos de monogàstrics.

Determinació de la Urea

És important per evitar possibles fraus, ja que la urea pot ser utilitzada per a distorsionar els resultats de les analítiques (apareix més nitrogen del que en realitat hi ha).

Amoníac

L’amoníac es forma quan l’ensitjat es degrada. Per tant, mesurar la qualitat d’aquest tipus d’aliment (a més amoníac, menys qualitat).

Anàlisi d’aminoàcids

- Cromatografia d’intercanvi iònic- Cromatografia de gasos- Cromatografia Líquida

Són tècniques cares que és realitzen a laboratoris molt específics, utilitzant taules amb valors teòrics dels ingredients. És útil pel que fa a l’àmbit dels aminoàcids essencials.


TEMA 9 – DIGESTIÓ I METABOLISME DELS COMPOSTOS NITROGENATS EN MONOGÀSTRICS

Els liments que ingereixen els monogàstrics són fonamentalment de naturalesa proteica. Les proteïnes s’absorbeixen en forma d’aminoàcids, per tant, primer de tot han de ser hidrolitzades. Cert és que hi ha oligopèptids (dipèptids, tripèptids) que poden absorbir-se com a tal, però en general, les proteïnes s’absorbeixen en forma d’aminoàcids.

Al ser fermentadors postgàstrics, l’atac per part dels enzims digestius és previ a l’atac dels enzims microbians, situats a les regions distals de l’intestí gruixut. Per tant, la proteïna es digereix principalment a nivell gàstric i duodenal.

La digestió proteica comença a nivel gàstric. El pH a l’estómac oscil·la entre 1’6 i 4. Aquí, actuen l’HCl i la pepsina. L’HCl fa que el pepsinògen passi a pepsina i ajuda a desnaturzlitzar les proteïnes.

La pepsina no pot actuar a pH superior a 5. Així, per exemple, no actuarà a nivell d’intestí prim.


A l’intestí prim actuarant les proteases, de les quals hi ha 2 tipus: les pancreàtiques i les entèriques (entre les quals trobem l’enteropeptidasa).

L’enteropeptidasa activa el tripsinògen, convertint-lo en tripsina, que al mateix temps activa multitud d’enzims proteolítics.

Esquema general dels enzims proteolítics de diferents nivells del tracte digestiu i les seves interaccions entre ells. També hi ha representades algunes de les seves funcions.

ABSORCIÓ DELS AMINOÀCIDS

Com ja s’ha esmentat anteriorment, les proteïnes s’absorbeixen principalment en forma d’aminoàcids lliures, tot i que també poden absorbir-se pèptids de petita mida, com ara dipèptids o tripèptids, que travessen la membrana dels enteròcits mitjançant mecanismes


de transport actiu. En canvi, els aminoàcids lliures solen absorbi-se per difusió facilitada (transport acoblat a sodi, per exemple). L’absorció es dóna a nivell de jejú i ili.

A nivell de la membrana citoplasmàtica de l’enteròcit hi ha una certa regulació de l’absorció aminoacídica. Hi ha proteases a la membrana apical que hidrolitzen dipèptids i tripèptids. També trobem proteases a nivell del citosol.

La velocitat d’absorció és diferent segons l’aminoàcid. Per exemple, és molt més ràpida en el cas dels aminoàcids essencials.

Només hi ha un cas d’absorció de proteïnes íntegres o senceres, i és el de l’absorció de les immunoglobulines procedents de la llet materna.

Aminoàcids a l’intestí gruixut

Què passa amb les proteïnes que no han estat hidrolitzades o els aminoàcids no absorbits?

A l’íntestí gruixut arriben:

- Restes d’aminoàcids i pèptids- Proteïnes desnaturalitzades- Amin sucres- Urea de la sang

L’elevada activitat microbiana de l’intestí gruixut convertirà tots aquests substractes en amines i amonía, que seran absorbits (l’amoníac s’elimina a través de la urea). Alguns es convertiran en aminoàcids microbians, que seran eliminats per les femtes excepte en el cas de lagomorfs i èquids, que poden aprofitar-los.

FACTORS QUE AFECTEN LA DIGESTIÓ PROTEICA EN MONOGÀSTRICS

1) Relacionats amb l’aliment

1.1- Factors Antinutritius (FAN) – Bloqueig enzimàtic, precipitació de proteïnes


1.1- Factors antitrípsics La majoria inhibeixen la tripsina. Presents en lleguminoses, com per exemple la soja.

1.2- TaninsPolifenols presents a la melca o la colza.

1.2- Proteïnes protegidesPer exemple, les proteïnes de les llavors són difícils de digerir. Per això se sotmeten a processos de granulació, extrusió, etc.

1.3- Proteïnes insolubles (com ara la zeïna) o poc hidrolitzables (com les de les gelatines)Relacionat amb la naturalesa de la proteïna.

1.4- Tractaments tèrmics excessius (desnaturalització)Conseqüències:

- Reaccions de Maillard- Unions de radicals- Destrucció d’aminoàcids2) Relacionats amb l’animal

Factors fisiològics, productius, patològics, etc.

S’ilustrarà mitjançant un exemple.

Exemple: Garrins

És ben sabut que el deslletament dels garrins és un dels punts més crítics del cicle productiu porcí. El canvi d’alimentació en els sistemes intensius es fa molt abans del que seria natural, en un moment en el que el garrí no està preparat enzimàticament ni fisiològicament per a fer front al canvi de la llet materna al pinso. A més a més, la separació de la mare provoca estrés en els petits, la digestió proteica disminueix, les microvellositats canvien, baixen les defenses i es produeix diarrea.Això es deu a que el pH estomacal encara no és prou alt i per tant la pepsina no pot actuar. La proteïna serà digerida per la microbiota, que a causa de l’augment de substracte farà que proliferin les espècies patògenes (canvi en l’epiteli intestinal, diarrea,…).Com solucionar-ho? Acidificant el pinso per aconseguir baixar el pH estomacal i permetre l’acció de la pepsina.


AMINOÀCIDS ABSORBITS

Una petita part és degradada i utilitzada a l’enteròcit. La resta arriben al fetge via circulació portal. Un cop en aquest òrgan, tenen diversos destins:

1) Alguns s’alliberen a la circulació i van als teixits per ser usats en la síntesi proteica.

2) Romanen al fetge:

2.1) Síntesi de proteïnes de reserva hepàtiques.2.2) Síntesi de proteïnes plasmàtiques

3) Degradació mitjançant procés de desaminació.

El procés de desaminació dels aminoàcids dóna dos productes:

1) Grup amino – Nitrogen excedentari. Es transforma en urea, que s’elimina al ronyó a través de la orina. La urea de l’intestí gros s’elimina a través de les femtes.

2) Cadena carbonada – Dóna lloc als cetoàcids, que poden tenir diversos destins metabòlics.

2.1) Degradació – Donen lloc a energia, CO2 i H2O.2.2) Gluconeogènesi2.3) Síntesi de lípids – Aquesta és la via més rara i ineficient.

De què depèn el destí que segueix un aminoàcid? Tot seguit es veurà amb l’ajut d’alguns exemples i es relacionarà amb el concepte de turnover proteic.


Gos adult (sense depòsit)

Destí dels aminoàcids absorbits

50% - Desaminació i oxidació (obtenció d’energia)25% - Proteïnes hepàtiques25% - Proteïnes de transport

Gos jove

Moltes més proteïnes a dipòsit

Gos adult amb un nivell baix de proteïna en dieta

Reducció del dipòsit

Gos adult amb nivells òptims de proteïnes

Desaminació i també dipòsit

Així doncs, les diferents proporcions dels destins dels aminoàcids depenen del tipus d’animal i del seu consum de proteïna.

TURNOVER PROTEIC

El concepte de turnover proteic fa referència a la renovació continua de la proteïna de l’organisme. Qualsevol organisme sempre intenta “fer allò que ell creu” que és més important (renovació per sobre de dipòsit, per exemple), cosa que explica els exemples anteriors sobre el destí dels aminoàcids.Així doncs, la deposició neta (o creixement magre) seria la diferència entre la síntesi i la degradació. La síntesi gasta energia, i la degradació dels aminoàcids té un rendiment energètic pràcticament nul. Per tant, el turnover proteic no és rentable, ja que consumeix energia.

Si no consumissim energia (per exemple amb l’activitat diària), igualment la necessitaríem per mantenir el turnover, que formaria part del manteniment de l’oganisme. Així doncs, l’energia emprada en aquestes tasques de manteniment (com el turnover) seria l’energia de manteniment.Exemple


- Garrí de 25 kg de pes- Creix 300 g /dia- 206 g de proteïna ingerida (dieta)- Absorbeix el 80% de la proteïna ingerida (165 g de

proteïna absorbits)- 20% restant s’elimina per femtes- Deposita 92 g de proteïna (45% de la ingerida)- Gran part dipositada al múscul (gràfica)- En total, l’animal ha sintetitzat 465 g de proteïna, dels

quals 92 es depositen i els 373 restants es degraden

Així doncs, per cada gram de proteïna depositada, l’animal ha de sintetitzar-ne 5, dels quals, 1 es deposita i els 4 restants es degraden.

SENTIT DEL TURNOVER PROTEIC

- Incrementa la velocitat de regeneració enzimàtica- Compensa desequilibris aminoacídics- Compensa dèficits energètics (dejú)- Correcció d’errors en la síntesi proteica- Permet una síntesi ràpida i massiva (lesions)

ESTUDIS SOBRE EL TURNOVER PROTEIC

Es realitzen mitjançant aminoàcids marcats. Gràcies a aquests estudis poden confeccionar-se taules de renovació diària, grams necessaris a la dieta per a una determinada deposició segons l’edat, etc.


Com es pot observar en la figura anterior, el turnover proteic depèn principalment de l’espècie animal, la fase productiva i el teixit.

CATABOLISME D’AMINOÀCIDS

La degradació d’animoàcids es realitza mitjançant reaccions de transaminació i desaminació.

Transaminació

- Es duu a terme al fetge- És una reacció reversible- Consisteix a traslladar el grup amino d’un aminoàcid fins

a un cetoàcidDesaminació oxidativa

- Consisteix en l’alliberació del grup amino- Reacció reversible


Destí dels cetoàcids (cadena carbonada)

- Aminoàcids gluconeogènics – Donen lloc a piruvat o productes intermediaris del cicle de Krebs mitjançant la transaminació.

- Aminoàcids cetogènics – Donen lloc a AcetilCoA i cetoàcids.

Els animoàcids cetogènics són aquells que el seu catabolisme només produeix cetoàcids.Destí de l’amoníac

Aquell que no es reutilitza per a la síntesi de novo d’aminoàcids ha d’eliminar-se (en excés és tòxic) mitjançant la síntesi hepàtica de:

- Urea (mamífers)

2NH3 + 2ATP + CO2 + 2H2O Urea + 2ADP + AMP

Necessitem 2 mol·lècules d’amoníac per sintetitzar una d’urea. A més, gastem 4 enllaços d’alta energia (4 ATP).


- Àcid úric (aus)

2N(glutamina) + glicina + aspartato + CO2 + 4ATP Àcid úric

Així, per produir 2 mols d’amoníac calen 4 ATP, 2 glutamats, 1 aspartat i una glicina (aminoàcid essencial).

Aquests dos productes (urea en mamífers i àcid úric en aus) són eliminats per l’orina a través del ronyó.

Per tant, el catabolisme d’aminoàcids ve acompanyat de la necessitat d’eliminar el nitrogen excedentari, cosa que suposa una despesa d’energia per a l’organisme.

EFICIÈNCIA ENERGÈTICA DE L’OXIDACIÓ D’AMINOÀCIDS

Exemple: Alanina

2 Alanina + NAD 2 Piruvat + NADH + H+ + Urea

2 Piruvat CO2 + H2O 30 ATP1 NAD 1 NADH + H+ 3 ATPCicle urea 1 urea -4 ATP

Total = 30 + 3 – 4 = 29 ATP

Calor de combustió de l’Alanina = 388 kcal

Cada ATP que es produeix “a partir” d’alanina costa 21’6 kcal, mentre que amb d’altres nutrients costa 20’4 kcal.


Calor de combustió de l’ATP = 12’4 kcal

12’4 kcal / 21’6 kcal = 0’574 = 57’4 % d’eficiència

Com es pot veure, els lípids o els hidrats de carboni són molt més eficients que no pas els aminoàcids.

En Resum:

La proteïna dietètica és digerida a aminoàcids, que “entren” en el turnover proteic. Un excés d’aminoàcids seran catabolitzats per produir energia. Alguns esquelets carbonats poden utilitzar-se com a substracte gluconeogènic.L’amino que es produeix en el catabolisme s’ha de transformar en urea hidrosoluble no tòxica per a que pugui ser excretat.

SÍNTESI D’AMINOÀCIDS I PROTEÏNES

Per a que la síntesi proteica es pugui dur a terme cal que la concentració d’aminoàcids sigui molt elevada a nivell intracel·lular, ja que representa un elevat cost energètic.

Hi ha un gran intercanvi entre teixits:

- L’alanina al fetge passa a glucosa, que pot passar a la circulació sanguínia i arribar al múscul, on pot utilitzar-se com un recurs energètic.

- La glutamina és un recurs energètic en intestí i ronyó.

La síntesi proteica pot fer-se a partir de:

- Aminoàcids de la dieta- Aminoàcids provinents de la degradació de proteïnes de

l’organisme. Aquest fet és el principal responsable del dèficit energètic que suposa la síntesi proteica, però és necessari (turnover)

- Aminoàcids de nova síntesi. Es poden sintetitzar 20 aminoàcids per diferents rutes. Els aminoàcids no essencials presenten rutes de síntesi curtes i actives, mentre que en el cas dels essencials són llargues i complexes

COST ENERGÈTIC

Recordatori:


Exemple: aminoàcids

PROTEÏNA IDEAL

Considerant que el codi genètic determina la seqüència d’aminoàcids que s’incorporen a les proteïnes, és raonable pensar que hi haurà necessitats específiques per a cadascun dels aminoàcids essencials, en funció de la seva major o menor presència en les proteïnes sintetitzades.

La proteïna ideal o perfil ideal de la proteïna dietètica és aquella que presenta una relació aminoacídica òptima per a la síntesi proteica. És a dir, aquella en la qual la relació entre aminoàcids essencials és similar a la proteïna en procés de síntesi, que pot ser definida mitjançant l’anàlisi o derivada de la seqüència genètica. L’absència d’un únic aminoàcid (limitant) atura la síntesi proteica.

Així doncs, la proteïna ideal fa referència a les proporcions que han de tenir els aminoàcids dels ingredients i els aliments de la dieta, i està per tant molt relacionada amb el concepte d’aminoàcids essencials.

L’aminoàcid que es pren com a punt de partida per formular la proteïna essencial és la lisina, ja que és un aminoàcid limitant. La resta d’aminoàcids han d’anar en proporció a la lisina per a mantenir el perfil proteic adequat (proteïna ideal).


Els aminoàcids limitants són sempre essencials, però no tots els essencials són limitants.

La diferència entre la proporció d’un aminoàcid limitant a la dieta i la proporció d’aquest aminoàcid a la proteïna ideal és el que determina l’índex proteic. Si és igual a 1, l’aminoàcid està en la proporció correcta. Clar que cal anar amb molta cura a l’hora de canviar les proporcions dels aminoàcids, ja que a l’estar formulats en funció de la lisina, si canviem un per assolir l’índex adequat, també estarem modificant les proporcions dels altres, allunyant-nos de la proteïna ideal.Imaginem que la dieta té un dèficil de lisina. Com solucionar-ho? Donar-li lisina “sola” seria ideal, ja que si augmentem la proteïna, estarem augmentant la ingesta d’altres aminoàcids, augmentant la càrrega energètica i l’eliminació de nitrogen amb els seus conseqüents problemes mediambientals.

AMINOÀCIDS SINTÈTICS

Els aminoàcids sintètics o industrials ens poden servir com a additius per tal d’ajustar la proporció d’aminoàcids d’una dieta. Com ja s’ha esmentat anteriorment, es poden obtenir de dues maneres: síntesi química (formes D i L) i fermentació (formes L).

Els objectius d’aquestes formes sintètiques són satisfer les necessitats aminoacídiques minimitzant al màxim els costos i reduir el percentatge de PB, per tal de reduir:

- Ineficiència energètica- Cost- Contaminació ambiental (excreció de N)

Només són assimilables les formes L, a excepció de la D-metionina. En el cas dels suids, també és assimilable el D-triptòfan.

Avui en dia poden trobar-se al mercat els aminoàcids essencials principals, que són la lisina, la metionina, el triptòfan i la treonina.


Aquest quatre aminoàcids són molt utilitzats en alimentació animal i són relativament barats (ja que en general els aminoàcids industrials són bastant cars). També podem trobar altres aminoàcids al mercat, però són molt cars i estan dirigits a l’alimentació humana.

Formes de presentació

- Clorhidrat de lisina (en forma líquida i en forma de pols)- Metionina hidroxianàloga – És una forma similar a la

metionina i l’animal la fa servir de forma semblant.

TEMA 10 – DIGESTIÓ I METABOLISME DELS COMPOSTOS NITROGENATS EN REMUGANTS

Els remugants ingereixen compostos nitrogentats diferents als dels monogàstrics, ja que tenen dietes molt diferents. Els aliments que ingereixen en general tenen poc nitrogen, molt poca proteïna vertadera i una elevada proporció de nitrogen no proteic.

Continguts en PB de diferents ingredients. Noti’s la baixa quantitat de PB en els aliments que acostumen a menjar els animals remugants.

Continguts en NNP d’alguns ingredients.

A més, els remugants són fermentadors pregàstrics, cosa que fa que les proteïnes primer “es trobin” amb la microbiota i després siguin digerides a l’intestí prim (a l’inrevés que en monogàstrics, on la


microbiota es troba a l’intestí gruixut). La microbiota transforma i degrada els compostos nitrogenats i fabrica la seva pròpia proteïna. Aquesta proteïna microbiana pot ser utilitzada per l’animal, per la qual cosa representa una font proteica diferent de la de la dieta.

Pel que fa a l’absorció, és igual que en monogàstrics.

DIGESTIÓ DE COMPOSTOS NITROGENATS AL RUMEN

L’amoníac és el compost nitrogenat més important al rumen, ja que és el principal substracte amb nitrogen per als microorganismes.

L’amoníac pot venir de la degradació de proteïnes o bé de compostos no proteics. Si hi ha nivells molt alts d’amoníac al rumen, la microbiota no el podrà usar tot. Un excés d’amoníac al rumen podria provocar una intoxicació? No, ja que el rumen té mecanismes per evitar-ho. L’amoníac pot absorbir-se a nivell ruminal i arribar al fetge via portal. Un cop allà es transforma en urea, que pot ser excretada per l’orina o pot tornar al rumen (via saliva o via paret ruminal) i convertir-se de nou en amoníac.


Així doncs, i com podem deduir a partir de l’esquema de la digestió dels compostos nitrogenats al rumen, la proteïna administrada en la dieta és molt variable, però la proteïna que arriba a l’intestí prim és més o menys constant, ja que passa pel “tractament” que fa la microbiota.

Pel que fa als aminoàcids essencials, i com ja s’ha comentat anteriorment, els remugants són molt menys depenents que els monogàstrics, ja que la microbiota “els hi fabrica” aquests aminoàcids.

DEGRABILITAT DE PROTEÏNES

De què depèn la degrabilitat de les proteïnes?

- Ingredients de la dieta (quantitat de proteïna i tipus de proteïna). Per exemple, els farratges tenen una degradabilitat del 80%, mentre que els suplements proteics del 40%)

- Activitat microbiana- Temps de permanència al rumen

En aquesta gràfica hi ha representada la degradabilitat d’alguns ingredients en funció del temps.

Els valors de degradabilitat proteica s’expressen en forma de percentatges. Per exemple, la proteïna del gira-sol té una degradabilitat del 90%. Això vol dir que el 10% passa sense degradar. Són valors que cal tenir molt en compte.

PROTEÏNA MICROBIANA

La proteïna microbiana és una font proteïna molt important per al remugant. Per això és un factor que cal mesurar, controlar i tenir en compte. Quanta proteïna microbiana hi ha? Quanta proteïna exògena necessiten els microorganismes per poder sintetitzar-la? Quanta estarà disponible per a l’animal? Les respostes a aquestes preguntes són molt importants des del punt de vista nutricional.


Població microbiana

Primer de tot, hem de saber amb quin tipus de compostos nitrogenats té la població microbiana i en quina proporció.

En la taula anterior es pot veure quina proporció de compostos nitrogenats té en general la població ruminal de microorganismes.

La microbiota necessita nitrogen per sintetitzar totes aquestes mol·lècules. L’extreu principalment de l’amoníac (50-70% del N total les bactèries, 30-50% els protozous), de pèptids i aminoàcids. Alguns protozous “s’alimenten” de bacteris, que representen una font de N per a ells (“devoren” fins un 20% dels bacteris). Clar

que això últim no ens interessa gaire.

Per tot això que s’ha esmentat, m’interessa mantenir constant la síntesi de proteïna microbiana. Per tant, he de tenir els factors limitants.

Energia

L’energia de la que disposen els microorganismes per dur a terme les seves funcions vitals (entre les quals està la síntesi de proteïna) és un factor molt important. L’energia disponible per als microorganismes depèn dels hidrats de carboni fermentables que hi hagi al medi (4-5 ATP / mol glucosa).

Amoníac

L’amoníac és el principal compost del qual els microortanismes extreuen el nitrogen. Podem trobar-nos en dos situacions:- Excés d’amoníac : Ja explicat anteriorment.- Falta d’amoníac : Succeeix quan hi ha poca proteïna degradable. Pot solucionar-se amb un suplement d’urea, ja que la seva hidròlisi al rumen és molt ràpida. Cal anar amb compte si donem urea a l’animal, ja que si s’absorbeix molt ràpid, hi ha perill d’intoxicació. És per això que ens interessa mantenir una absorció lenta i uniforme.


Recomanacions sobre la urea

- No pot venir de la urea més d’un terç del nitrogen total- Vigilar la freqüència de consum- Cal subministrar també sofre, ja que la urea és nitrogen no

proteic i alguns aminoàcids essencials requereixen sofre (S) per a la seva síntesi.

En resum, si volem que la síntesi de proteïna microbiana sigui l’adequada, necessitem que el nitrogen disponible i l’energia disponible estiguin sincronitzats, ja que són els principals factors limitants. Quan estiguin sincronitzats, la síntesi proteica estarà en el seu punt òptim.

Com veiem en les gràfiques superiors, el farratge ensitjat presenta una desincronització. La microbiota té nitrogen però no té prou energia (hidrats de carboni).Hi ha altres factors que afecten la síntesi de proteïna microbiana, com ara:

- Protozous (fagociten bacteris)- Greix al rumen (un excés pot provocar una disfunció)- Aminoàcids ramificats (milloren la síntesi)- Sofre (S), Fòsfor (P) (necessaris en algunes proteïnes)

Esquema resum de la síntesi de la proteïna microbiana i els factors implicats.


RITME DE TRÀNSIT

Si una gran part de l’energia que consumeix la microbiota es destina a la producció més que al manteniment, la població microbiana creixerà. Com més microbiota hi hagi al rumen, més passarà a l’intestí i més proteïna microbiana hi haurà disponible.

Així doncs, ens podem fer la pregunta: Quina quantitat d’hidrats de carboni necessito per generar un gram de microorganismes?

Especulació teòrica

Gràcies a aquest seguit de supòsits, intentarà il·lustrar-se de manera general el paper de la microbiota en la digestió de proteïnes i nitrogen no proteic.

Me = Manteniment

K = Ritme de renovació. Depèn del nivell d’ingestió i de la relació farratge/concentrat de la dieta. El farratge té més temps de permanència al rumen i augmenta la renovació.

- Suposem que tota la matèria orgànica és fermentable (glucosa) - 1 kg de matèria orgànica = 1000 g / 180 g = 5’56 mol glucosa- 1 mol glucosa = 5 ATP- 5 mol glucosa = 25 ATP / kg matèria orgànica fermentada- Màxim de síntesi de microbiota (Y ATP) = 34’5 g matèria

orgànica/ATP- 25 ATP · 34’5 g microbiota = 862 g microbiota / Kg matèria

orgànica fermentable- Quantitat de proteïna de la microbiota = 60% = 0’6- 862 g microbiota · 0’6 = 518 g de proteïna microbiana/ kg de

materia orgànica fermentable.


- Y ATP real = 10’5 – 23 g matèria orgànica / ATP- 13 g matèria orgànica / ATP · 25 ATP · 0’6 = 195 g proteïna

microbiana / kg matèria orgànica fermentable 31-32 g N microbià / kg matèria orgànica fermentable

Amb aquestes dades ens podem fer una idea de quanta matèria fermentable ens cal per a una determinada quantitat de nitrogen.

IMPORTÀNCIA DE LA MICROBIOTA

- Independència de la qualitat de proteïna dietètica per a que arribi proteïna microbiana de qualitat al duodè. La proteïna que arriba:

- Té un elevat contingut en aminoàcids essencials.- Els bacteris tenen una digestibilitat del 74%, i els protozous de 91’6. Per tant, és proteïna molt digestible.

- Es pot aprofitar el NNP per a sintetitzar proteïna microbiana. Això permet que:

- la quantitat de PB que arriba a duodè sigui superior a la ingerida- la quantitat de PB que arriba a duodè sigui inferior a la ingerida (si donem proteïna molt degradable)

- Augmenta la degradació de proteïna vertadera

COMPOSTOS NITROGENATS QUE ARRIBEN A DUODÈ

- Proteïna microbiana (proteïna verdadera i NNP)- Proteïna dietètica no degradable (no s’ha degradat al rumen)- NNP lliure, amoníac, urea,…

Amb l’esquema anterior, i amb l’ajut del que s’ha explicat en aquest tema, pot seguir-se el camí del nitrogen en les seves diferents formes a través del tracte digestiu dels remugants.

LAGOMORFS


Gràcies a la seva estratègia alimentària de excretar dos tipus de femtes i tornar a ingerir els cecòtrofs, el conill pot aprofitar molt millor el contingut en proteïna de la dieta.

Cecòtrofs

- Alt contingut en aigua- Alt contingut en PB- Fermentació interna (microbiota interna)- Envoltades de mucositat- Excretades de nit i ingerides directament de l’anus

Esquema recordatori de la digestió i la conducta de coprofagia en el conill.Entre un 10-15% de la proteïna de la dieta l’aporten els cecòtrofs.

ESTRATÈGIES ALIMENTÀRIES DE DIFERENTS ESPÈCIES

Conill Reutilització de diferents nutrients mitjançant la ingesta de cecòtrofs.

Cavall Gran càmara fermentadora (cec) que agumenta la capacitat de digerir la fibra.

Panda És un mal digestor de fibra, per això menja una grans quantitats d’aliment.


Aquesta imatge està torta. No he pogut fer-hi res…

TEMA 11 – L’AIGUA

INTRODUCCIÓ

L’aigua és una substància essencial per a la vida. És el component majoritari dels éssers vius. La quantitat d’aigua d’un organisme pot variar entre un 50 i un 95%, depenent de l’espècie, de l’edat de l’individu, del seu estat fisiològic, etc.

No tots els autors consideren l’aigua un nutrient. De ser-ho o considerar-lo, és el més abundant.

L’animal no pot emmagatzemar aigua. Per petita que sigui la disminució de la quantitat d’aigua de l’animal, ja podem observar conseqüències importants.

Disminució (%)

Conseqüències

4-5 Disminueix el consum d’aliment i la producció.

6-10 Deshidratació15-20 Mort

Així, es fa palesa la importància de l’aigua respecta altres nutrients. Els animals poden perdre quantitats relativament elevades de glucogen, proteïna, greix, etc; sense que els seus efectes siguin letals, però no poden perdre aigua.

CONTINGUT D’AIGUA

El contingut d’aigua no és igual en tots els teixits.


- Teixits amb un alt contingut d’aigua: matèria gris, linfa, LCR, …- Teixits amb un contingut d’aigua mitjà: fetge, múscul, sang, …- Teixits amb un baix contingu d’aigua: greix, os, …

El fet de que el múscul i el greix tinguin un determinat contingut d’aigua (mitjà i baix, respectivament) fa que el contingut d’aigua mitjà de l’individu canvïi a mida que aquest creix, ja que són els òrgans que més canvien amb el desenvolupament.A mida que l’animal va creixent, el seu contingut en greix augmenta. En els primers estadis del creixement, es deposita molta més proteïna. Però com més gran es fa l’animal, aquest depòsit de proteïna es veu minvat a favor del depòsit de greix. És a dir, com més gran és l’animal, més greix deposita, i per tant, disminueix el contingut d’aigua total.

Exemple:

- Per depositar 1 kg de proteïna calen 4 kg d’aigua (5 kg PV)- Per depositar 1 kg de greix calen 0.1 kg d’aigua (1.1 kg PV)

- 1 kg de proteïna = 4000 kcal- 1 kg de greix = 9000 kcal

1 kg de proteïna – 4000 kcal/5 kg PV ≈ 900 kcal/kg PV Teixit muscular/magre1 kg de greix – 9000 kcal/1.1 kg PV ≈ 8800 kcal/kg PV Teixit adipós/greix

Així, dipositar un kg de greix és més car energèticament (8800 kcal) que dipositar un kg de proteïna (900 kcal). Per tant, quan l’animal ja és adult, costa més energia engreixar 1 kg.

FUNCIONS DE L’AIGUA A L’ORGANISME


- Transport de nutrients (sang, linfa) – Degut a la seva capacitat solvent, l’aigua és un medi excel·lent de transport de tot tipus de substàncies.

- Excreció de productes de rebuig – Participa així en l’equilibri osmòtic de l’organisme.


- Manteniment de la dinàmica digestiva – Gràcies a les secrecions del tracte intestinal (saliva, bilis) l’aliment manté unes característiques de plasticitat i fluidesa indispensables per a una correcta digestió. Gran importancia en remugants (rumen).

- Manteniment de la funció ruminal – El rumen ocupa un gran volum, i necessita una gran producció de saliva que barreja els aliments, manté el pH… aquesta gran quantitat de saliva és reutilitzada.

- Reaccions enzimàtiques – A més de ser el medi on es donen les reaccions enzimàtiques, l’aigua també juga una importància com a reactiu (hidròlisi). Així, l’aigua té un paper fonamental en el metabolisme de l’animal.

- Regulació de la temperatura corporal:- Evita el sobrescalfament cel·lular produït per les seves

reaccions químiques internes – L’aigua té un elevat calor específic (quantitat d’energia necessària per elevar la temperatura 1 ºC)

- Disminueix la temperatura en situacions de calor ambiental (suor/penteig) – L’aigua té un elevat calor latent d’evaporació (calor “arrossegada” quan es canvia d’estat).

- Amortiguació, lubrificació – Líquid sinoavial, LCR, líquid amniòtic, etc.

NECESSITATS D’AIGUA

Com ja s’ha dit abans, l’aigua no pot emmagatzemar-se a l’organisme. Així doncs, l’animal ha d’establir un “equilibri” entre l’aigua que “entra” (ingerida) i l’aigua que “surt” (excretada). Si entenguéssim aquestes “entrades” i “sortides” com un input i un output tíndriem:

INPUT QUANTITAT(% OUTPUT QUANTITAT(%


) )Aliment 37 Femta 4Líquid 54 Orina 53Metabolisme

9 Respiració

15

Pell 28

Les necessitats d’aigua estan molt lligades a la dieta (input).

Exemple:Una dieta rica en ensitjat (alt contingut d’aigua) és requereix una menor ingesta de aigua que no pas una dieta rica en fenc (poc contingut d’aigua). El mateix passaria en petits animals, on una dieta de llauna (humida) no necessitaria tanta ingesta d’aigua com una dieta basada en pinso (sec).

Espècie Consum (Aigua beguda per kg de MS)

Vaquí 3-7Oví 2-5Porcí 3-5Aviram (posta) 1-4

En aquesta taula es mostra el consum aproximat d’aigua de diferents espècies. Com es pot veure, el bestiar vaquí és el que més aigua necessita, més que no pas l’oví. Si pensem en el tipus de femta d’ambdues espècies, veiem que les vaques tenen molta més pèrdua que no pas les ovelles. En canvi, les gallines ponedores necessiten molt poca aigua perquè no n’eliminen tanta, ja que no excreten orina líquida.

Així doncs, la forma d’excreció de l’aigua (output) també influeix força en les necessitats d’aigua.

ALTRES FACTORS QUE AFECTEN LES NECESSITATS D’AIGUA

- Patologies – enfermetats renals, processos diarreics,…- Dieta – sal (equilibri osmòtic), proteïna (cal eliminar amoníac via

urea), …- Temperatura ambiental- Fisiologia – Lactació, gestació, posta, …

Símptomes d’un consum inadequat d’aigua

- Disminució de la ingesta- Diarrees, vòmits, taquicardia, febre, mort…

L’AIGUA METABÒLICA


L’aigua metabòlica és aquella que s’obté per oxidació de nutrients que tenen àtoms d’hidrogen (H) en la seva estructura.

1) Hidrats de carboni

De l’oxidació de la glucosa obtenim 6 mol·lècules d’aigua i 6 de diòxid de carboni.

Glucosa (Pm=180) 6 H2O (Pm=108) + 6 CO2Així doncs tenim:

108 g H2O / 180 g glucosa = 0.6 60% de la glucosa és aigua.

2) Lípids

113g H2O / 100 g àcid palmític 113% del palmític és aigua!

3) Proteïnes

42 g H2O / 100 g proteïna (mitjana) 42%

Dada: Es pot produir ½ L d’aigua metabòlica per kg de pinso.Cal recordar que en el cas de les proteïnes, l’eliminació del nitrogen requereix aigua. Així doncs, la producció d’aigua metabòlica no és suficient per fer front a l’aigua necessària per metabolitzar els diferents tipus de nutrients.

QUALITAT DE L’AIGUA

L’aigua adequada per a l’home, ho és per als animals. Així doncs, l’aigua de la xarxa pública és adequada. En el cas de que no fos acceptable es podria recórrer a la cloració.

Paràmetres a tenir en compte:

- Total de sòlids solubles (mesura la quantitat de sals)

Total sòlids solubles Qualitat


(g/L)<1 Acceptable en totes les espècies.1-3 Acceptable. Diarrees lleus en pollastres.3-5 Apte per a totes les espècies excepte en

aus.5-7 Baixa la productivitat d’animals gestants i

en lactació.7-10 Inacceptable en aus i suids. Risc al vaquí de

llet, animals joves i/o animals sotmesos a stress.

>10 No acceptable.

- pH – pot interaccionar amb fàrmacs que es posin a l’aigua.

- Duresa – Quantitat de cations (Ca, gMg) present a l’aigua. Pot afectar al manteniment de les canonades. Per altra banda, una aigua rica en Ca pot estalviar l’aport d’aquest catió a la dieta.

- Control de substàncies tòxiques i verinoses – Nitrats, nitrits, pesticides, insecticides, microorganismes,…

TEMA 12 – ELS MINERALS

Quan es va analitzar la composició dels animals es va observar que hi ha molts minerals diferents a l’organisme en quantitats considerables (depenent del mineral) i que no tots ells són essencials per al correcte desenvolupament de les funcions de l’individu. L’essencialitat dels minerals es va determinar mitjançant estudis que induïen la carència de qualsevol mineral en la dieta per veure les repercussions que això tenia sobre l’organisme. Es va descobrir que hi havia 22 minerals essencials, i es van classificar en dos grups en funció de la seva quantitat en l’animal.


1) Macrominerals

Es troben en elevades quantitats dins l’organisme, fins i tot poden rondar el 2%, com el cas del calci. Estan per sobre de les 100 ppm.

2) Microminerals

Els microminerals es troben en baixa quantitat. Les seves quantitats solen expressar-se en ppm. En general acostumen a estar molt per sota de les 100 ppm, arribant alguns microminerals a valors inferiors a 1 ppm.

Com passar una quantitat expressada en percentatge a una quantitat expressada en ppm? (útil sobretot en quantitats molt petites)

Exemple:

Els minerals essencials poden donar problemes de toxicitat si es troben en excés. Alguns tenen més facilitat per causar toxicitat ja que l’organise no pot eliminar-los tan fàcilment. Hi ha 23 minerals que l’animal ingereix i estan a l’organisme però que no fan cap funció i no dón tòxics. Els metalls pesats són sempre tòxics.

FUNCIONS DELS MINERALS

1) Estructural - Formen part o conformen l’estructura de l’organisme.

Ossos

És el cas dels minerals del teixit ossi (Ca, P, Mg).

Percentatges de Ca, P i Mg a l’os


Mineral Percentatge present al teixit ossi

Calci (Ca) 98’5Fòsfor (P) 83Magnesi (Mg) 70

El Ca i el P guarden una relació de 2:1 als ossos. Per això la relació ideal o recomanable de la ració també és 2:1.En el gas de les gallines de posta aquesta relació és diferent, ja que la formació de la closca de l’ou suposo una elevada demanda de Ca. Això desequilibra la ració arribant a ser de 10:1.

Dents – F, Si

Proteïnes – S

Important en l’estructura del pèl i la llana.

Fosfolípids – F

Membrana cel·lular.

2) Fisiològiques

Electròlits als líquids orgànics.Exemples: equilibri àcid-base, manteniment de la pressió osmòtica, permeabilitat de les membranes, excitabilitat tissular, producció de sucs gàstrics (HCl), etc, etc.

3) Catalítiques / Reguladores

Components d’enzims, vitamines i hormones (formen part de la seva estructura química).

Metaloenzims: Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Se

INPUTS I OUTPUTS MINERALS

Inputs (entrades)

1) Alimentàries2) Geològiques

- Aigua- Sòl (els animals que pasturen poden ingerir sorra)

3) Suplementàries

Mitjançant premescles, que són “cocktails” de minerals preparats per a complementar l’alimentació. Avui en dia és imprescindible per a


assolir els nivells productius per als quals han estat seleccionats els animals destinats a la producció.

L’aport mineral dels diferents ingredients depèn de moltíssims factors.

Fonts d’origen vegetal: Depenen del sòl, l’adobament, l’espècie, la varietat, el clima, etc.Les lleguminoses en general tenen un contingut en minerals més elevat que les gramínies. Així doncs, les farines tenen més minerals que els cereals, que són pobres sobretot en Ca i P.

Fonts d’origen animal: En general són riques en minerals.La farina de sang és rica en Fe, i sovint pot considerar-se com un suplement mineral. Les farines de peix i carn són riques en Ca i P degut al seu contingut d’ossos.

Outputs (sortides)

Orina, suor (en animals que suen, com el cavall), llet, ous, gestació, femta…Pel que fa a la femta podem trobar-hi minerals amb dos tipus d’origens diferents.

1) endogen (provenen de secrecions com la bilis, descamacions, etc)

2) exogen (són els minerals provinents de la dieta que no han estat absorbits)


BIODISPONIBILITATLa biodisponibilitat dels minerals és la porció de minerals de la dieta que l’individu és capaç d’absorbir i es veu afectada per moltíssims factors, que podem classificar en dos grans tipus.

1) Dependents del mineral i de l’ingredient

1.1) Origen animal Més disponibles, a excepció del Se (exemple: Fe de la farina de sang)

1.2) Origen vegetal El Se és més disponible.1.3) Origen inorgànic Depenent del mineral són millors unes

fons que unes altres. Els suplements es donen en forma inorgànica, tot i que hi ha suplements en forma orgànica en que el mineral està lligat a una mol·lècula orgànica, que solen ser aminoàcids, petits pèptids o polisacàrids. Són més biodisponibles (es perden menys per femta), però també són més cars.

2) Dependents d’interaccions

Exemples:- Un excés de Ca pot comportar un dèficit de Zn, ja que

comparteixen pel mateix mecanisme d’absorció.- Si es dóna un excés de P a la dieta hi ha un desequilibri en la

relació Ca/P i es produeix la HNS. L’organisme reacciona igual que si hi hagués un dèficit de Ca.

- Àcid fític pot acomplexar el P, Ca, Zn dificultant-ne o impedint-ne l’absorció.

- Els tanins actuen de manera semblant a l’àcid fític.- La lactosa i la vitamina D afavoreixen l’absorció de determinats

minerals.- A Anglaterra va observar-se que animals que pasturaven en

determinades zones, presentaven símptomes de deficiència de Cu, cosa que va fer pensar que les pastures tenien poc Cu. En realitat les pastures presentaven un excés de Mo, que forma un complex insoluble amb el S i el Cu que no permet que s’absorbeixin.

FACTORS QUE AFECTEN LES NECESSITATS DE MINERALS DELS ANIMALS

1) EspècieExemple: el P és més disponible en remugants perquè es trenquen els complexes formats per l’àcid fític al rumen.

2) EdatEls animals en creixement tenen unes necessitats més elevades de Ca i P.3) Fase fisiològica (posta, producció, gestació,…)


A una gallina ponedora, produir un ou li costa 2g de Ca. La font és la dieta. És per aquest motiu que una gallina no ponedora necessita un 0’5% de Ca a la dieta i una ponedora un 4%.

4) ExerciciPer exemple, les pèrdues per suor d’un cavall esportiu.

5) TemperaturaCom a curiositat, les necessitats de I augmenten amb el fred, ja que cal una major producció d’hormones tiroidees.

TEMA 13 – MACROMINERALS

1) CALCI (Ca)

1.1) Funcions1.1.1) Estructurals

- Mineral majoritari del teixit ossi

1.1.2) Fisiològiques

- Gestació- Posta (closca de l’ou)- Lactació- Excitabilitat tisular (contracció muscular, impuls nerviós…)

Per a dur a terme totes aquestes funcions de manera ordenada i coordinada, és molt important mantenir la calcèmia a uns nivells relativament constants (Com va dir la de fisio, “la calcèmia és la constant més constant de l’organisme”) per mantenir l’homeòstasi.

1.2) Manteniment de la calcèmia

1.2.1) Entrades (inputs)

a) Dieta

Absorció intestinal- Forma pasiva- Forma activa (proteïnes de membrana dels enteròcits)

b) Ossos

El calci dels ossos està en un turnover continu, alliberant-se a la sang i absorbint-se de nou segons els nivells de calci en sang.

1.2.2) Sortides (outputs)


- Suor (animals que suen)- Femta- Llet- Closca de l’ou (posta)- Orina- …

Si baixa la calcèmia, s’activa la parathormona (PTH) que passarà la vitamina D a formes actives i estimularà la via d’entrada de calci en general (afavoreix l’absorció intestinal mitjançant proteïnes transportadores, movilitza el calci dels ossos, redueix les pèrdues urinàries, etc).

1.3) Deficiències

- Tetània de la llet o febre de la llet, provocada per una hipocalcèmia durant la primera fase de la lactació (grans demandes de calci).

- Raquitisme (animals joves), osteomalàcia (animals adults)- Trencament d’ous (aus de posta)

1.4) Excés

- Osteopetrosi : Excesiva mineralització dels ossos (es dóna quan alimentem animals adults amb pinsos d’animals joves, els quals tenen una quantitat de calci important)

- Osteocondrosi : Calcificació dels cartílags (freqüent en races grans de gos)

- Paraqueratosi per deficiencia de zenc (porcs)

1.5) Interès en producció

· Vaca lletera

Les elevades produccions de les vaques lleteres en sistemas intensius requereixen grans quantitats de calci. Per part de l’animal no hi ha


cap tipus d’adaptació en la dieta per fer front a aquesta nova situació fisiològica, és a dir, la vaca continua menjant igual. Durant la primera fase de la lactació pot apareixer la febre de la llet, que es enfermetat deguda a una hipocalcèmia. L’animal no pot satisfer les demandes de calci. Ni la movilització de calci des dels ossos és suficient. Per tant, no hi ha solucions “naturals” al problema.Tampoc podem donar un suplement de calci durant aquesta etapa, ja que se saturen els mecanismes d’absorció del calci. Què fem, llavors?Prevenció: Disminuir el calci de la dieta durant l’assecat per “activar” el mecanisme regulador i preparar a l’animal. Una altra solució que s’ha observat que dóna resultats és acidificar el pinso.Existeix també un tractament d’emergència que consisteix en injectar calci a l’animal malalt.

· Gallina ponedora

Les gallinas ponedores són animals sotmesos a unes grans demandes de calci. Desenvolupen una apetencia natural per al calci (autorregulació). S’ha observat que les gallines consumeixen el calci de dia. Precisament, la closca, que és el que augmenta les necessitats, es forma de nit, quan les gallines no consumeixen calci.Solució: Es recomana aportar fonts de calci “grolleres”, com ara grans agregats, per a que un cop ingerits triguin un temps en ser absorbits. És una estratègia per retardar l’absorció de calci per a que aquesta també es dugui a terme durant la nit.A l’estiu, com que l’animal ingereix menys quantitat, cal augmentar els nivells de calci de la dieta.


2) FÒSFOR (P)

És el segon mineral més abundant de l’organisme.

2.1) Funcions

2.1.1) Estructurals

- És un dels components principals del teixit ossi- És fonamental durant el creixement- Àcids nucleics- Membranes cel·lulars

2.1.2) Fisiològiques

- Participa en el manteniment de l’equilibri àcid-base- Formació d’ATP- Fosfolípids de les membranes cel·lulars (també seria funció

estructural)- Àcids nucleics

2.2) Metabolisme

El calci i el fòsfor tenen un mecanisme de regulació molt similar.

2.2.1) Entrades

- Dieta: Absorció (mecanismes passius i actius (proteïnes de membrana regulades per vitamina D))

- Os: Reservori per mantenir els nivells plasmàtics constants

2.2.2) Sortides

- Orina (principal via de regulació)- Femta (no gaire important)


2.2.3) Regulació

PTH i vitamina D, que estimulen l’absorció, la movilització òssia i afavoreixen la reabsorció a nivell renal.

2.3) Deficiència

- Raquitisme (animals joves), osteomalàcia (animals adults)- Fractures espontànies- Pèrdua de la gana, alteració de la conducta de pica a les aus

(Piquen cossos extranys. En remugants passa una cosa semblant quan hi ha un dèficit de fibra a la dieta)

- Canibalisme en aus

2.4) Excés

- Hiperparatiroidisme nutricional secundari (HNS): Es dóna quan hi ha un gran desequilibri en la relació Ca/P (excés de fòsfor). L’organisme reacciona com si hi hagués un dèficit de calci, per la qual cosa augmentarà l’activitat de la PTH, que moviliritzarà el Ca i el P dels ossos. Així doncs tenim problemes d’ossificació. En cavalls s’observen engruiximents a la cara i en porcs, morros torts.

2.5) Disponibilitat de Fòsfor

El fòsfor pot aparèixer lligat a l’àcid fític d’alguns ingredients (a cada mol·lècula d’àcid fític s’hi uneixen 6 fosfats). Per tal de poder aprofitar aquest fòsfor, cal trencar els enllaços que uneixen ambdues mol·lècules. Els enzims que catalitzen aquesta reacció s’anomenen fitases, però no estan presents en totes les espècies.Els remugants són la única espècie que tenen una dotació importants d’aquest enzim, i no presenten problemes pel que fa a la biodisponibilitat de fòsfor.


Tipus de fitases

- Endògenes

a) Intestinals – Absents en porcs. Les aus en tenen poques.b) Microbianes – Intestinals o ruminals.

Com ja s’ha esmentat abans, els remugants no presenten problemes pel que fa a la biodisponibilitat de fòsfor, en canvi els monogàstrics depenen de la seva dotació de fitases.

c) Exògenes – S’inclouen com a additius de tipus enzimàtic. No té utilitat en remugants.

L’addició de fitases sempre depèn de l’avantatge econòmic que pot representar respecte la suplementació de fòsfor.L’utilització de les fitases també pot suposar un avantatge pel que fa a la reducció de la contaminació del medi, que al cap i a la fi és una avantatge econòmica i ambiental.

Pollito ninja digievoluciona a pollo de goma con polea en el medioLa utilització de fitases pemer reduir l’aport de fòsfor a la dieta entre un 16 i un 17%, però al mateix temps suposa una reducció del 50% pel que fa a l’excreció.

Aproximadament, el fòsfor disponible correspon a una tercera part del fòsfor total. Aquests valors depenen de l’espècie i de la dotació de


fitases. En remugants per exemple, el fòsfor disponible és igual al total.

3) MAGNESI (Mg)

És un dels minerals més desconeguts funcionalment parlant.

3.1) Funcions

- Component del teixit ossi- Catalitzador enzimàtic (Ex: DNApolimerasa)- Fosforil·lació oxidativa i formació d’ATP

3.2) Fonts

Aliments verds rics en clorofil·la (el magnesi forma part de l’estructura d’aquesta mol·lècula).

3.3) Biodisponibilitat

Aproximadament el 50%. Sol suplementar-se.

3.4) Deficiència

- No gaire freqüent- Tetània de l’herba – es creu que és deguda a interferència amb

altres minerals.

3.5) Toxicitat

- En aus ponedores s’utilitzen dolomites com a suplement de calci. Aquestes dolomites també porten magnesi, i per tant cal anar amb compte.

4) SOFRE (S)


4.1) Funcions estructurals

- Aminoàcids sofrats- Vitamines (Biotina (metabolisme del greix) i

tiamina(metabolisme dels carbohidrats))- Mucopolisacàrids (condroitin sulfat dels cartílags)- Heparina (coagulació)- Glutation (oxidació)- CoA (metabolisme energètic)

4.2) Fonts

- Aminoàcids sofrats- Sofre inorgànic (sulfats)- Microorganismes ruminals (Podem usar la urea com a font de N

no proteic. Si usem la urea com a font de nitrogen, hem de suplementar amb sofre per a que la microbiota pugui sintetitzar metionina i cisteïna)

- Important en oví de llana i aviram de plomes (important en la estructura, cal tenir en compte la relació N:S)

5) SODI (Na)

- Majoritàriament extracel·lular (90%) (plasma i intestici)

5.1) Funcions

- Bomba sodi/potassi- Pressió osmòtica- Equilibre àcid-base- Transmissió nerviosa


6) POTASSI (K)

- Majoritàriament intracel·lular (90%)

6.1) Funcions

- Reaccions enzimàtiques- Mecanismes de transport cel·lular (transport acoblat)

7) CLOR (Cl)

- Majoritàriament extracel·lular

7.1) Funcions

- Semblants a les del potassi- Formació de l’HCl del suc gàstric

8) METABOLISME DEL SODI, EL POTASSI I EL CLOR

L’excreció més important d’aquests minerals és a nivell de femtes. El control es dóna sobretot a nivell urinari (renal) mitjançant l’acció d’hormones com ara l’aldosterona o l’ADH (hormona antidiurètica).


El balanç electrolític

Primeres hipòtesis (anys 70)

L’animal ingereix cations (+) que s’absorbeixen en contra de protons (H+), amb la qual cosa puja el pH del medi (alcalògens).Els anions (-) s’absorbeixen en contra de bicarbonat, per tant són acidògens (a excepció, clar, del bicarbonat).

Na, K, Cl i S = quantitat a l’ingredient en g/kgDenominadors = eq (PM/València) · g X 1000 = per obtenir meq

Així doncs, donar Cl o altres sals riques en anions té un efecte acidògen sobre l’organisme.

Com quantifiquem el balanç electrolític de la dieta? Mitjançant la DCAD (Dietary Cation Anion Difference)Experiments


Pollastres amb dietes amb dierents rangs catió/anió.

Nivell al qual s’optimitza el creixement = 250-350 meq/kg

El metabolisme, en general, és acidògen. A través de la dieta podem augmentar el pH del metabolisme per tal d’optimitzar el creixement.

Com més positius són, més alcalògens. Els microingredients, tot i que estan en un percentatge molt baix en la dieta, els seus DCAD són tan elevats que influeixen molt en el balanç electrolític de la dieta.Interès en producció


Prevenció de la febre de la llet

- Es recomana baixar la quantitat de calci de la dieta durant l’assecament.

- Acidificació del pinso. Si posem sals aniòniques durant l’assecat, “mourem” la DCAD cap a valors negatius. L’acidificació millora l’absorció del calci, estimula el sistema PTH i vitamina D, afavoreix la movilització òssia i augmenta el percentatge de la forma iònica del calci en plasma (augmenta l’aprofitament del calci).

Trujes gestants

Si donem dietes DCAD negatives durant les setmanes prèvies al part prevenim cistitis, metritis, infeccions urinàries, etc, ja que a l’augmentar l’acidesa, disminueix el pH de la orina.Tanmateix, el pH urinari ens pot servir per saber quin tipus de dieta està consumint l’animal.


Garrins

L’acidificació amb àcid fumàric millora les produccions, tot i que no se sap ben bé com funciona. Es creu que és a causa de l’acidificació de l’estómac, ja que el garrí no té el pH prou baix en les primeres etapes de la seva vida.Si a més a més de l’àcid fumàric donem bicarbonat, el guany mig diari augmenta més que amb fumàric sol, tot i que l’índex de conversió és inferior.En un principi es va donar per mitigar l’acció de l’acidificant, però també millora el creixement.

TEMA 14 – VITAMINES

- Components naturals dels aliments diferents a hidrats de carboni, lípids, proteïnes i aigua (definició per negació)

- Presents en quantitats mínimes- Essencials per al normal funcionament del metabolisme de

l’organisme (micronutrients essencials)- Si no són aportats en quantitats necessàries en la dieta o no

són adequadament absorbits- Els animals tenen una capacitat de síntesi molt baixa en

comparació amb la dels vegetals i els microorganismes- En general s’han d’aportar exògenament (excepte vitamines C i

D)- Són compostos orgànics- No aporten energia- No compleixen funcions estructurals- Cada vitamina té unes funcions i estructura específiques- Solen venir de la transformació de precursors o provitamines

Les vitamines són nutrients orgànics que catalitzen i regulen les reaccions metabòliques requerides per a un estat de salut i productivitat normal dels animals.El coneixement de les vitamines, el seu paper en el metabolisme i les seves interrelacions amb altres nutrients és essencial per a un


complet coneixement de la nutrició animal. És un tema molt important i actualment és relativament desconegut.

CLASSIFICACIÓ DE LES VITAMINES

1) Liposolubles: A, D, E i K2) Hidrosolubles: C, complex B i colina (aquesta última no es

considera una vitamina)

A principis del segle XX es pensava que el complex B era una sola vitamina. Al llarg d’aquest segle van descobrir que en realitat eren més d’una, i les van denominar amb subíndex.

· B1 – Tiamina· B2 – Riboflavina· B3 – Niacina· B5 – Àcid pantotènic· B6 – Piridoxina· B12 – Cianocobalamina· Biotina· Àcid Fòlic

NECESSITATS I REQUERIMENTS EN VITAMINES

1- Deficient-marginal Aparició de símptomes.

2- Sub-òptim Correcció de la deficiència.

3- Òptim OVN (Optimum Vitamin Nutrition). Una mica més elevats que els nivells 2. Optimitzen el rendiment animal en general. Hi ha factors que poden modificar aquest nivell. Exemples:

- Broilers: En situacions d’estrès tèrmic es recomana suplementar amb vitamina C.

- Una dieta rica en àcids grassos poliinsaturats fa que el greix de l’organisme sigui més susceptible a ser oxidat. Per això cal suplementar amb vitamina antioxidant (E).


- Interaccions entre diferents nutrients, com ara la vitamina D, que afavoreix l’absorció de fòsfor.

4- Excés No millora la productivitat. Suposa una despesa econòmica innecessària.

5- Toxicitat Depèn del tipus de vitamina. Les vitamines amb major risc de produir toxicitat són la A i la D.

Nivells efectius de vitamina en la dieta: la gran incògnita

Conèixer amb precisió la quantitat de vitamina disponible en un ingredient és molt difícil. Per això cal un nivell de correcció (marge) important.

FACTORS QUE AFECTEN ELS NIVELLS EFECTIUS

- Contingut en vitamines de l’aliment- En matèries primeres- Suplements. Premescles- Estabilitat

- Biodisponibilitat de les diferents formes vitamíniques- Diferents ingredients (Niacina soja =100%, blat = 0%)- Diferents formes físiques/químiques en suplements

- Interrelació amb altres nuetriets o components de la dieta

- Antagonistes - Tiaminases del peix – Quan el peix és cruu, estan

actives.- Tiaminases bacterianes als vedells- L’avidina, present a la clara de l’ou crua, disminueix

l’absorció de biotina.- Dicumarol – Micotoxina fúngica present al fenc i

ensitjat de trèvol.- Antimicrobians (antibiòtics) – Afecten la síntesi de

vitamines microbianes (K, B12) a nivell entèric. Redueixen per tant l’aport vitamínic.

- Altres nutrients - Percentatge de GB – Les vitamines liposolubles es

troben dissoltes en greix- Percentatge d’àcids grassos insaturats – Augmenten

les necessitats de vitamina antioxidant- Vitamina E i Seleni – Particien en la protecció enfront la

oxidació- Colina/Metionina – Els dos es consideren donadors de

grups metil- Niacina/Triptòfan – El triptòfan és el precursor de la

niacina


NIVELLS DE VITAMINES EN LES MATÈRIES PRIMERES

És difícil saber la quantitat de vitamines dels diferents ingredients, ja que existeix una enorme variabilitat.

- Aliments d’origen vegetal: Depèn de la fase de creixemtn, dels tractaments, els fertilitzants, la varietat, etc.

- Aliments d’origen animal: Depèn de l’estat de salut de l’animal, de la dieta, etc.

En la taula anterior hi ha el percentatge de variació d’algunes vitamines en diferents aliments. Així, per exemple, la farina de peix té una variació del 100% pel que fa a la vitamina B2, cosa que vol dir que el contingut en aquesta vitamina pot estar entre 100 i 200 mg. La vitamina E al blat presenta una variació del 500%.

Seria ideal saber la quantitat exacte de vitamines dels aliments per a poder donar els suplements adequats en la dieta.A més a més, la biodisponibilitat també pot variar dins d’un mateix ingredient. Per tant, els suplements presenten també una gran variabilitat, cosa que dificulta el proces industrial per a la seva obtenció.

FACTORS QUE AFECTEN L’ESTABILITAT DE LES VITAMINES EN SUPLEMENTS I PINSOS COMPOSTOS

- Susceptibilitat a la degradació físico-química (llum, temperatura,…)

- Composició de les premescles (colina, minerals,…)- Processat del pinso (granulat, extrussionat,…). Si el procés és

agressiu, caldrà posar més vitamina a l’inici.- Formes de presentació que incrementen l’estabilitat i la mescla

homogènia de les vitamines al pinso- Esterificació (Ai E) – Augmenta l’estabilitat- Addició d’antioxidants- Mètodes mecànics - Spray-dried

- Recobriment amb gelatines – Augmenta l’estabilitat durant el processat (cobertures físiques)


- Temps d’emmagatzematge (també influeix la temperatura, l’humitat,…)

A la taula es comparen dos tractaments pel que fa a la posterior retenció de vitamines que presenta el pinso. Gràcies a taules com aquesta es poden determinar millor els nivells de vitamines que hem d’incloure abans del tractament per aconseguir uns nivells òptims.


UNITATS

Les necessitats s’expressen en U.I. (unitat internacional) en el cas de les vitamines A, D i E; en mg en el cas de les vitamines E, K, grup B i C; i en μg en el cas de la biotina i la vitamina B12.


TEMA 15 – VITAMINES LIPOSOLUBLES


Hi ha diferents isòmers.Tocotrienols: insaturacionsLa que normalment es suplementa i la que té més importància és la α-tocoferol. Es dóna en forma d’acetat perquè és susceptible a degradar-se.La vitamina E evita l’aparició de peròxids. La grlutation peroxidasa (Se) els destrueix.És la vitamina amb major variabilitat als aliments perquè al protedir de l’oxidació es “gasta”.En dietes riques en geixos insaturats pot haver-hi deficiències.


D2 – Ergocalciferol – vegetal D3 – Colecalciferol – animalEls animals utilitzen les 2 formes per igual. Les aus usen 7 cops millor la forma D3.Els animals poden sintetitzar-la amb l’ajut de la llum del sol. En animals estabulats als que no els hi dóna el sol necessiten suplements.La forma circulant és el 25-hidroxicolecalciferol, que s’activa al ronyó donant lloc al 1, 25- hidroxicolecalciferol (forma activa de la vitamina D3).


No me toques las palmas que me conozco. OLE, OLE! (sense intenció de ferir la sensibilitat de ningú)


Les aus presenten conducta de coprofagia, que representa un aport important de vitamina K. Si no poden realitzar-la (degut al sistema productiu), caldrà suplementar aquesta vitamina.Al tenir aport endògen (bacterià) no sol suplementar-se gaire.

FUNCIONS DE LES VITAMINES LIPOSOLUBLES

FUNCIONS DE LES VITAMINES HIDROSOLUBLES

Les vitamines hidrosolubles estan relacionades amb el metabolisme energètic, sobretot les vitamines del complex B.

· B1 – Relacionada amb el metabolisme energètic


· B2 – FAD· B3 – NAD· B5 – Coenzima A (CoA)· B6 – Metabolisme proteic· B12 – Àcids nucleics i aminoàcids· Biotina – Síntesi d’àcids grassos


COLINA

No es pròpiament una vitamina. Es un nutrient essencial i forma part de les lecitines.

VITAMINA C

Funcions- Formació corticosteroids- Col·làgen- Protecció antioxidant

DeficiènciaÉs rara en animals domèstics, ja que la poden sintetitzar endògenament.

Documents

Introducción - Seguim.com | Blog, proyectos y snippets …media.seguim.com/vv/3-Tercero/nutri/N1.doc · Web viewEs el componente principal del tejido muscular, y es muy importante