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DIGESTION RUMIANTES
WILMER CUERVOZootecnista, Especialista Nutrición Animal
a.MSc Ciencias Agrarias
Cátedra Nutrición General UFPSOC
Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
“A mente que se abra a uma nova Idéia jamais voltará ao seu tamanho original ”
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Digestiónfermentativa
Dependiente acciónmicrobiana (muchotiempo y espacio)
Consume Ʃ propiadel alimento
Convierte PC enP.Bac
No tolera grandescantidades lípidos
Aprovecha CHOestructurales
DigestiónMecánica
DependeCaracterísticasanatómicas**
Regulada porHormonas,
Enzimas, Alimento
Reducción FISICAdel tamaño
Cambiadependiendoestado fisiológico
Acción dependeESPCIE
Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
DigestiónEnzimática
Depende Enzpropias (Pocoespacio/tiempo)
Dividemacromoléculas
para su absorción
No altera PC
Tolera altos lipidos
No ataca β1-4
No CHO
estructurales
DIGESTION RUMIANTES
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Compartimentada porción de TGI compartimentos NO glandulares (esófago) y glandulares (estómago)
Estómagos albergan ecosistema (complejo) MOO que realiza laFermentación
Fermentadores craneales o rumiantes
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
DIGESTION CHOSNo-rumiantes Rumiantes
CHO in dieta
Enzimas
Digestivas
Glucosa en ID
Absorción en la sangre
Fermentacio
microbial
AGV en rumen
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
BOCAESOFAGO
RUMEN OMASO
ABOMASOI.D.
I.G
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http://slidepdf.com/reader/full/digestion-rumiantes-ufpscoc 7/174Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
MS consumida es expuesta a una fermentaciónPRE-GASTRICA extensa
La fermentación del rumen es altamente eficiente
La mayoria del alimento fermentado por MOO
antes de su exposicion a enzimas en el ID
7/27/2019 Digestion Rumiantes Ufpscoc
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7/27/2019 Digestion Rumiantes Ufpscoc
http://slidepdf.com/reader/full/digestion-rumiantes-ufpscoc 9/174Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Amilasa BAJA
(casi inexistente)
Principal FunciónEnzimatica/quimicaBoca – Esófago =
TRABAJO MECANICO
Corneo
7/27/2019 Digestion Rumiantes Ufpscoc
http://slidepdf.com/reader/full/digestion-rumiantes-ufpscoc 10/174Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
“Moler” los forrajes con el objetivo de: * Disminuir tamaño*Aumento de superficie de ataque (enzimas fibrolíticas)
*Tamaño de partícula determina RUMIA (en parte)
7/27/2019 Digestion Rumiantes Ufpscoc
http://slidepdf.com/reader/full/digestion-rumiantes-ufpscoc 11/174Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Un bovino adulto produce por día entre 100 y 180 litros de saliva.Esta posee un pH de 8.1 a 8.3 por lo cual tiende a elevar el pH
ruminal
Tiempo de rumia
Cantidad de salivasecretadaNivel pH rumen
Cantidad Forrajes fibrosos
7/27/2019 Digestion Rumiantes Ufpscoc
http://slidepdf.com/reader/full/digestion-rumiantes-ufpscoc 12/174Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Reduce tamaño de partículas de fibraExpone azúcares a fermentación microbiana.
160-180 litros de saliva cuando una vaca mastica 6-8 horas por día, peromenos de 30-50 litros si el rumen no se estimula (demasiado concentradoen la dieta).
Los amortiguadores en la saliva (bicarbonato y fosfato) neutralizan los
ácidos producidos por la fermentación Microbiana.
Mantiene acidez neutral favoreciendo digestión de fibra y crecimientode MOO en el rumen.
RUMIA
Wattiaux 2001
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http://slidepdf.com/reader/full/digestion-rumiantes-ufpscoc 13/174Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
• Adición de Salivacon finesmecánicos ybufferizantes
• El bolo y la salivason tragados
• Bolo es exprimidoy mascadonuevamente
• Peristalsisreversa llevandobolo a la boca
Regurgitación Re-masticación
Re-
insalivación
Re-deglución
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
7/27/2019 Digestion Rumiantes Ufpscoc
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOCCátedra Nutrición Animal General UFPSOC
Ambiente favorable para supervivencia de MOOanaeróbicos
Casi todos los CHOS son fermentados enrumen
25 - 50 millones bacteria/ml
Ambiente húmedo y tibio Fermentación celulosa, almidón y CHOS solubles
Una parte de almidón ‘bypass’ puede escapar hacia I.D NO HAY AMILASA SALIVAR, sin embargo suficiente cantidad de Amilasapancreática para digerir dicho almidón
RETICULO-RUMEN
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
En su estado adulto, la mayoría de su TGI esta comprendido por el Rumen,
por lo cual es el centro de la digestión fermentativa / química - enzimática
Relling y Mattiolli 2002
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
•Entre 1010 y 1011 c/gr de líquido ruminal 3 - 8 kg de bacterias en el rumen deun bovino adulto•Concentración varía en relación directa con el contenido energético de la dieta.•pH ruminal afecta desarrollo microbiano
Relling y Mattiolli 2002
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Responsables de lamayor actividadcelulolítica
Capaces de sintetizar susproteínas a partir de NNP(NH3)
Importancia nutricional Bacterias
“Aprovechar lo que nosotros no
podemos….Pasto” “Convertir el NNP en proteína verdadera”
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Colonización
componentes fibra
Excreción de enzimas:Celulasa HemicelulasaPectinasas
CHO complejosconvertidos hastaAzucares simples
Almidón y azucaressimples mas fácilmente
convertidos a AGV
Vistazo general Digestión Bacterial de CHO
Engullen almidón previo a su digestión
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
ECOSISTEMA COMPLEJO
No se restringen a un solo sustrato
Inter dependencia y Co-dependencia.
Celulolíticas que no degradan proteína, ceden sus hexosas a
proteolíticas
Proteolíticas que no degradan celulosa ceden el N obtenido delmedio.
RESULTADO Beneficio mutuo / Ecosistema Complejo.
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Church 1988
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Í Í
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
CELULOLÍTICOS HEMICELULOLÍTICOS Bacteriodes succinogenes Butyrivibrio fibrisolvens Ruminococcus flavefaciens Bacteriodes ruminicola
Ruminococcus albus
Ruminococcus sp.
Butyrivibrio fibrisolvens UTILIZADORES DE AZÚCAR UTILIZADORES DE ÁCIDOS
Treponema bryantii Megasphaera elsdenii Lactobacillus vitulinus Selenomonas ruminantium Lactobacillus ruminus
PECTINOLÍTICOS UTILIZADORES DE LÍPIDOS Butyrivibrio fibrisolvens Anaerovobrio lipolytica Bacteriodes ruminicola Butyrivibrio fibrisolvens Lachnospira multiparus Treponema bryantii
Succinivibrio dextrinosolvens Eubacterium sp. Treponema bryantii Fusocillus sp. Steptococcus bovis Micrococcus sp.
Church DcC(ed): The Ruminant Animal, Digestive Physiologyand Nutrition. Englenwood Cliffs.Nj,Prentice hall,1988.
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
AMILOLÍTICOS PROTEOLÍTICOS Bacteriodes amylophilus Bacteriodes amyliphylus Bacteriodes ruminicola Bacteriodes ruminicola
Steptococcus bovis Butyrivibrio fibrisolvens Succinimonas amylolytica Steptococcus bovis Productores de amoniaco Productores de metano
Bacteriodes ruminicola Methanobrevibacterruminantium
Selenomonas ruminantium Methanobacterium formicicum Megasphaera elsdenii Methanomicrobium mobile
UREOLÍTICOS Succinivibrio dextrinosolvens Ruminococcus bromii Bacteriodes ruminicola Butyrivibrio sp.
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Rumen MicroorganismsNutritional Requirements
CO2 Energy End products from digestion of structural carbohydrates
fermentation of sugars Nitrogen Ammonia (majority of nitrogen needs)
Amino acids (cellulolytic bacteria)
Minerals Co, S, P, Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, Mo, Se
Vitamins
None required in mixed cultures
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
CelulosaH.CelPectinaLignina
β 1-4
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Hemicelulasas
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Bacterias Celuloliticas (digestoras fibra) Producen celulasa - Ataca enlaces β1→4 actúan a pH 6-7 preferiblemente utilizan N en forma de NH
3
Requieren S para sintetizar AA azufrados (CYS - MET) Producen acetato, propionato, baja cantidad de butirato, CO2 Su población predomina en dietas forrajes fibrosos
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Bacterias Amiloliticas (almidon, azucares)
Actuan a un pH de 5-6 preferiblemente Utilizan N a partir de NH3 o peptidos
Producen C3, C4 y lactato Predomina en animales con dietas a base de granos cambio bruscos a dietas ricas acidosis lactica
(Disminuciones rapidas de pH)
Streptococcus bovis
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Son beneficiosos al moderar la fermentación amilolítica, debido en parte
a que consumen preferentemente bacterias amilolíticas y además engloban trozos de almidón que pasan al intestino dentro del protozoo y
evitan la fermentación ruminal, proveyendo de esa forma una fuente
directa de glucosa para el animal Relling y Mattioli 2002
opH superior a 6oNo son imprescindibles para supervivencia del animalo104 a 106/ml liquido ruminaloMenor capacidad CELULOLITICAoNo procesan NNP
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Ruminococcus albus y flavefaciens (59,8%)Fibrobacter succinogenes (19,2%)Butyrivibrio fibrisolvens (11,1%)
CELULOLITICAS AMILOLITICASStreptococcus bovis
Amylophilus spBacteroides ruminícolaSuccinivibrio dextrinosolvens (dextrina)
CH4CH4
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
ADP
ATP
NADP+
NADPH
Azucares
C
a t a b ol i s m o
Crecimiento
Mantenimiento
Replicación
Sintesis Metabolismo Microbial
AGVCO2
CH4
Calor
En rumen:
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
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Glucosadieta
2 Acetato +CO2+ CH4 +
calor
2 Propionato+ H20
1 Butirato +
CO2+ CH4
Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
VFAs absorbed passively from rumen to portal blood Provide 70-80% of ruminant’s energy needs
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Energía (usada para
crecimiento microbiano)Productosprimarios
Eructo Hinchamiento - Timpanismo
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
EnergíaSíntesis AG
Principal sustratoLIPOGENESIS
EnergíaGNG
EnergíaConversión cetona porPared ruminal
** Proportions produced depends on diet
No existe evidencia AUN de transporte activo
Metabolismo AGV en PARED RUMINAL Celulas utilizan MAYORIA del butirato (Energía para sus necesidades)
Acetato y propionato son “EXPORTADOS” a la sangre
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Forraje :Grano Acetato Propionato Butirato
100:0 71.4 16.0 7.9
75:25 68.2 18.1 8.0
50:50 65.3 18.4 10.4
40:60 59.8 25.9 10.2
20:80 53.6 30.6 10.7
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
7/27/2019 Digestion Rumiantes Ufpscoc
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
EnergíaSíntesis AGPrincipal sustratoLIPOGENESIS
Importancia para mantener Grasa en leche
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Principales fuente de Energía
(por medio de la oxidación)
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Acetate
Acetyl–CoA
Butyrate
Acetoacetate-Hydroxy-butyrate
Lipid
2 CO2
Succinyl–CoA
Propionate
Malate
Pyruvate
PEP
Glucose
Glycerol
Citrate
(Acetyl–CoA)
Oxaloacetate
Metabolismo de AGV
????
??
Mecanismos absorción
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Mecanismos absorciónAGV en Rumen
•Ingreso por via TRANSCELULAR:
•EN BASE A 2 mecanismos:•Difusión simple AGV deben estar en forma NO DISOCIADA y por lo tanto liposoluble (con
carga eléctrica negativa)•Sin embargo al pH normal del rumen este proceso (El pK de los AGV más producidos en elrumen es de aproximadamente 4,6).• Al pH normal del rumen, nunca inferior a 5,5 la inmensa mayoría de los AGV están en suforma disociada y por lo tanto no podrían ser absorbidos por difusión. Para posibilitar suabsorción, el pH debe descender sobre la superficie de las células del epitelio ruminal.
Producción AGV
A b s o r c i ó n A
G V
pH
A b s o r c i ó n A
G V
2do mecanismo “contra transportador “ que ingresa el AGV- intercambiándolo
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
2do mecanismo contra-transportador que ingresa el AGV intercambiándolocon bicarbonato (CO3H-) en la superficie apical. De esta forma este mecanismocomplementa el aporte de CO3H- que realiza la saliva
Mecanismos absorción
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Mecanismos absorciónAGV en Rumen
7/27/2019 Digestion Rumiantes Ufpscoc
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
GLUCOSA
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
GLUCOSA
40 – 60 mg/dl
MINIMA VARIACION
ConstanteCMS
Constante
flujo digesta
Continua PdxAGV
CONSTANTE
GNG
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Distribución del ciclo de consumo diario Martínez y col 2002
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
b li C O i
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Resumen metabolismo CHO en rumiantes
ó
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Producción digestiva RUMIANTE NO RUMIANTEAmilasa Salivar Prácticamente inexistente Alta – primates
Moderada – cerdosBaja – Carnívoros
Fermentación pre gástrica Alta Cero
Gástrica Muy baja Muy baja
Amilasa Pancreática ID Baja – moderada Alta
Absorción glucosa en ID Baja – Inexistente Alta
Absorción posterior al ID Baja Baja - Alta
Diferencias Digestión CHO
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Fuente: Instituto Babcok Winsconsin
Amilasa Pancreática
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
LIPIDOS EN RUMEN
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
LIPIDOS EN RUMENAntecedentes
Grasas en dieta contribuyen con 50% de la grasa en leche
Bajo aporte en forrajes, Principalmente en OLEAGINOSAS.. Granos y semillasEstructuras básicas encontradas:
TRIGLICERIDOS (glicerol + 3AG)
GLICOLIPIDOS glicerol + 2AG + Azúcar ( galactosa)FOFSOLIPIDOS glicerol + 2AG + grupo fosfato (P)
A nivel de la boca se producen los mismo 3 procesos que en MONOGASTRICOS;
Masticación, Salivación y deglución.Únicamente generan PROCESOS MECANICOSBaja Actividad Química/enzimática
Verdadera digestión de los lípidos comienza en el intestino delgado (acción previa en rumen)
LIPIDOS EN RUMEN
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
LIPIDOS EN RUMEN
Microbios rápidamente modifican los lípidos : Lipolisis
Triglicéridos Glicerol + 3 ácidos grasos libres
Bio-hidrogenación Adición de H PARA INSATURAR ácidos grasos
Saturación
Si la saturación es completa todos los dobles enlacesse convierten en sencillos
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Weight percent of fatty acids
Fatty acid Diet Abomasaldigesta
16:0 (palmitic)18:0 (stearic)
18:2 (linoleic)
18:3 (linolenic)
266
17
31
2945
4
6
Oveja alimentada con Heno Alfalfa BIOHIDROGENACÓN
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
70 a 80% AGNS estado
liquido
40-50% AGS estadosólido (grasas) Lehninger 2001
Biohidrogenación del acido Linoleico
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
UTILIZADORES DE LÍPIDOS Anaerovobrio lipolytica Butyrivibrio fibrisolvens
Treponema bryantii Eubacterium sp.
Fusocillus sp.
Micrococcus sp.
Biohidrogenación del acido Linoleico
Linoleic acid (18:2)
cis -9, trans -11 CLA
trans -11 18:1
Stearic acid (18:0)
isomerase
reductase
reductase
B a c t
e r i a n a s
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Biohidrogenación de los AG
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Biohidrogenación de los AG
Todos los AGNS pueden ser hidrogenados AG mono-insaturadosMENOS que poli-insaturados
HIDROGENACION: 70 a 95 % del C 18:2
80 a 100% del C 18:3
METABOLISMO DE LOS AGNS Ac Esteárico C 18:0Mayor proporción de C 18:0 en duodeno que ingresando al Rumen
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Lehninger 2001
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
o Producen acidos con configuración “trans”
dobles enlacesoAlteran longitud de la cadenaoCambian posicion de dobles enlacesoProducen AG cadena impar y ramificada
“ Dietary fat must be rumen protected
to affect animal ”
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
1 Butyrivibrio fibrisolvens
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
1 Butyrivibrio fibrisolvens
En el rumen, lamayoría de los lípidos
son hidrolizados
Pdx AGVGNG Energía
P
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El glicerol obtenidode la hidrólisis
genera DHAP que
va hasta PIR paraposterior
formación de AGV
U t t d2
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
Saturated
Unsaturated2
Los lípidos no saturados tienen un efecto más negativo que los lípidossaturados. Sin embargo los lípidos pueden ser “protegidos” para reducir
su tasa de hidrólisis y hacerles menos reactivos en el rumen.
Wattiaux 2001
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3 R Lí id t d
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3 RumenAGS (85-90%) ligados a:
Partículas alimentoMOOFosfolipidos bacterianos (10-15
Lípidos exportados
Efecto de Lípidos en Fermentación
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Efecto de Lípidos en FermentaciónRuminal
Cantidades excesivas de AGNS y TG Disminución en Pdx de metano Disminución digestión de la fibra Formación de jabones Alteración en metabolismo… MAYOR Pdx propionato –
MENOR acetato
Disminución en grasa leche Producción AG trans
Inhiben síntesis de lípidos en GM Disminución grasa leche
FUENTEGRASA
Concentrado Forraje Granoscereal
Semillasoleaginosas
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GRASA cereal oleaginosas
TIPO LIPIDO AGL o TG GL TG TG
Hidrolisis Biohidrogenación
CLA
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Cátedra Nutrición Rumiantes UFPSOC
CLA
Que es?• Conjunto de ISOMEROS de posicion y
geometricos (cis-trans) del 18:2
Que formas tiene?• Forrajes Cis 9 Trans 11
• Cereales Trans 10 cis 12
Intermediario Ac. Vaccenico (Trans 11 C 18:1)
Linoleico
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Linoleico Vaccinico
Vaccinico saledel rumen I.D
Ac Vacc deja rumen > Ac Linoleico sale rumen
Ac Vaccinicohacia GM y T.Adip
En GM y T.A.convertido a CLA
** Esta reacción es la mayor fuente de CLA en la leche y en los tejidos del animal
**
También C 16:0 C 16:1C 18:1 C 18:1
**
MANIPULACION CLA EN
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MANIPULACION CLA ENPRODUCTOS
Pastoreo incrementa la concentración de CLA en carne y leche(Carulla et al 2007)
Suministro de Sales de AGNS (palmitato de Na)
Suministro de aceite de pescado
Menor respuesta con dietas con altos niveles de granos decereales
NEUTRALIZACION DE ACIDOS GRASOS EN RUMEN
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NEUTRALIZACION DE ACIDOS GRASOS EN RUMEN
SINTESIS LIPIDOS MICROBIANOS
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SINTESIS LIPIDOS MICROBIANOS
FOSFOLIPIDOS (FL) en la membrana celular
+ sintetizados de novo
* Cadena impar* Ramificados* Muchos con configuración Trans
+ Preformados (obtenidos de los alimentos)
Las bacterias no acumulas TG
ACIDOS GRASOS MICROBIANOS
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ACIDOS GRASOS MICROBIANOS
PROCESOS GENERALES LIPIDOS EN
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PROCESOS GENERALES LIPIDOS ENRUMEN
HIDROLISIS
BIOHIDROGENACIONtrans == CLA
NEUTRALIZACION
SINTESIS DEACIDOSGRASOSMICROBIANOS
PROTEINAS EN RUMEN
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PROTEINAS EN RUMEN
Rumiantes pueden sobrevivir con fuentes proteinaslimitadas GRACIAS A SINTESIS MICROBIAL AAE sintetizados
No hay suficiente aporte durante: (necesario suplementar)
Fases de crecimiento rapido
Alta produccion
“LOS BOVINOS NO TIENEN REQUERIMIENTOS ESPECIFICOS DE PROTEINA…..
REQUIEREN AMINOACIDOS”
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Cuando el contenido de nitrógeno en la dieta es bajo, urea, un productofinal del metabolismo de proteína en el cuerpo puede ser reciclado al
rumen en cantidades grandes. En los no-rumiantes, la urea siempre sepierde en la orina. Es posible alimentar vacas con fuentes de nitrógeno
no proteíco y obtener una producción de 580 gr. de proteína de leche dealta calidad y 4000 kg. de leche en la lactancia.
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N DE LOS ALIMENTOS
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N DE LOS ALIMENTOS
– Nitrógeno PROTEICO (N ligado a Proteínas– Nitrógeno NO PROTEICO (NNP)
FUENTE DIETARIA Proteína verdadera NNP
%
Origen vegetal
Componente vegetativo 70 – 90 10 – 30
Granos o Semillas 95 5Origen animal 90 10
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A
B
C
No absorption of protein or amino acids from the rumen
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Regulación Hormonal
Insulina AUMENTA disponibilidad de glucosa HACIA las celulas
AUMENTA síntesis Proteína Glucagon DISMINUYE síntesis Proteína
AUMENTA catabolismo Proteico
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ALIMENTAR EL RUMEN PRIMERO PDR
2 procesos interactivos en el rumen Degradación de proteina dietaria Sintesis de PM
ALIMENTAR PROTEINAS QUE ESCAPAN A LA FERMENTACION
(PNDR) Satisfacer requerimientos proteicos del animal Proteina de escape, “Proteina bypass”, o PNDR
Aldehidos aumentan enlaces cruzados entre proteinas Calor
Su Utilización depende de: Digestibilidad de fuente de PNDR en I.D. Calidad Proteina
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UtilizaciónProteína
RUMEN
Tratamiento
calor
Tasa pasaje
Solubilidad
Disponibilidadde N y S
Disponibilidad
Energía (CNE)
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Solubilización
Proteína dietaría
Ataque de enlaces
peptídicos (de P.Soluble)
ENDO y EXO
peptidasasMicrobianas
Liberación AA ypéptidos
Absorción AA y
Péptidos porbacterias
Bacteria degradan
hasta NH3
NH3 es utilizadopara síntesis
P.Mic.
PROTEINA
MICROBIAL
**Tenor de AA**
PROTEINA DIEATRIA
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PROTEOLÍTICOS Bacteriodes amyliphylus Bacteriodes ruminicola Butyrivibrio fibrisolvens
Steptococcus bovis Productores de metano Methanobrevibacter
ruminantium Methanobacterium formicicum
Methanomicrobium mobile
UREOLÍTICOS Succinivibriodextrinosolvens Ruminococcusbromii Bacteriodesruminicola Butyrivibrio sp.
AA + algunos péptidos
UREA RECICLADA
NH3 + Cadenas carbonadas
En exceso Urea en hígado reciclada por saliva
Proteasas demembrana
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Bacteroides ruminicola
H
Niveles demasiado bajos de amoniaco causan una escasez denitrógeno para las bacterias y reduce la digestibilidad de los
alimentos. Demasiado amoniaco en el rumen produce una perdida depeso, toxicidad por amoniaco y en casos extremos, muerte del animal.
+
Wattiaux 2001
Adicionalmente re-sintetizan AA (incluyendo todos los AAE)
A partir de NH3 y Esqueletos Carbonados
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Su utilización depende principalmente de disponibilidad de Energía proveniente de lafermentación de CHOS
PROTEINA MICROBIANA
100gr MOFR 20gr Prot Microbial
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400-1500gr Pmic/dia
Bacterias pegadas a partículas alimento pasan mas rápido al abomaso
Sí t i P t í Mi bi l
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Síntesis Proteína Microbial
Sinchronización de CHO y disponibilidad de N Suplementacion NNP CHOS utilizados para esqueletos de carbon para AA
AGV (fermentación CHO)
Rumen NH3
NH3Sangre
Adapted from Van Soest, 1994
(h) después alimentación
C o
n c e n t r a c i ó n
PROTEÍNA RESISTENTE A DEGRADACIÓN RUMINAL (PNDR)
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( )
Proteína degradada en rumen: Forrajes: 60-80% Concentrados / subproductos industriales: 30- 60%
Ácidos fuertes en Abomaso “rompen” (hidrolizan) P.Mic. formando AA
60% de los AA en ID provienen de P.Mic40% de los AA en ID provienen de PNDR
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Fuente: Instituto Babcok Winsconsin
CHOS D é RUMEN
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CHOS Después RUMEN
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Β OH Butirato
Aceto-acetato
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El almidón puede pasar al I D solo (como almidón resistente a la
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AlmidónEl almidón puede pasar al I.D solo (como almidón resistente a lafermentación ruminal) o dentro de los protozoarios ruminales.
Es limitante para su digestión la falta de procesamiento del grano. Uno de losestímulos más importantes de la secreción de amilasa pancreática es lallegada de proteína verdadera al intestino, demostrando una vez más laimportancia del balance glucídico-proteico en los rumiantes
Relling y Mattioli 2002
Solo una pequeña cantidad de glucosa podría pasar por la vía para-celular cuandot t ió b ió d d i i l t d t t
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aumenta su concentración, su absorción depende principalmente de un co-transportecon Na+,
Relling y Mattioli 2002
Almidón
Amilasa Pancreática
Glucosa -Maltosa
HígadoG.M Musculo
Adipocito
¿Qué sale del rumen hacia Hígado?
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β id ió
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β-oxidación:
AG importante fuenteenergia
Oxidación ocurre solo en
MITOCONDRIA y en ciertostejidos Musculo esqueletico y
cardiaco
HIGADO Tejido Adiposo
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PROPIONATO
85-90% GLUCOSA
Todos las azucares encontradas en leche(aproximadamente 900g cuando una vaca
produce 20 Kg de leche) deben serproducidas por el hígado.
LactatoCon pH ruminal Bajo, En dietas con ensilajes o
altas en almidón (peligro por acidosis)
Glicerol
AA
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Los mecanismos por los cuales los AGV abandonan la
superficie basal son semejantes a los citados para laabsorción Luminal (I.D), sufriendo diferentes grados demetabolización. Con respecto al ACETATO, una pequeña
cantidad puede ser utilizada como fuente energética en lamucosa (ruminal), pero la gran mayoría pasa a la
circulación portal (Aprox 60-70%) desde la cual será
captado en un 20 % por el hígado y el resto pasará a lacirculación general para ser tomado por otros tejidos
AGV cadena IMPAR AGV cadena PAR
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(propionico)
GNG
Vital en Rumiantes
Req`s Glucosaúnicamente
cubiertos por GNG
(Acético / Butírico)
Fuente de energíaen cualquier tejido
Ingresar a KREBScomo AcCoA
Síntesis de Ácidosgrasos
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SANGRE PORTAL SANGRE PERIFERICA
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SANGRE PORTAL SANGRE PERIFERICA
LACTATO
70
20
10
50
10
4
1
LACTATO
Β OH Butirato
GNG Glucosa
AcCoA
Pequeña parte
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El 5% de la glucosa ingerida es convertida rápidamente en glucógeno por elhígado y 30 a 40% en grasa (Church 1988, Reynolds et al 1993), el resto esmetabolizado en el músculo y otros tejidos. Durante el ayuno el glucógenohepático es degradado y el hígado aporta glucosa a la corriente sanguínea,
con ayuno mas prolongado, el glucógeno se agota y se incrementa lagluconeogénesis a partir de los aminoácidos y el glicerol en el hígado.
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Almacenamiento Energía
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Almacenamiento Energía
Energia proveniente de exceso de carbohidratos (glucosa)almacenada como lipidos en T.Adiposo
Acetil-CoA (proveniente de KREBS) desviado a sintesis de AG enmomento de exceso de energia Determinado por relacion ATP:ADP
ALTO ATP, Acetil-CoA - sintesis de AG
BAJO ATP, AcetIl CoA entra a KREBS para generar MAS ATP
Estado de ayunoLow Blood Glucose
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Low Blood Glucose
Proteins Broken Down
Insulin:
Glucagon
Pancreas
Muscle
Adipose
Cells
Glycogen
Glycerol, fatty acids released
Glucose released
In a fasted state, substrates for glucose synthesis
(gluconeogenesis) are released
from “storage”…
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La elongación mas allá de 16 carbono NO es posible en la GM
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Acetil CoA Sintetasa Acetil CoA Carboxilasa
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Acetil CoAAcetato Malonil CoA
C C C C C C C C
C C C C
Condensacion Decarboxilativa
PRINCIPAL PRODUCTOC: 16:0 (Palmítico)
C CC CC CC CC CC C
La desaturación se debe a la desaturasa Δ 5, 6y 9, NINGUN MAMIFERO puede sintetizar AG condobles enlaces después del C 9 .
De ahí que el Linoleico y linolenico SONNUTRIENTES ESCENCIALES en la dietaPuede ser elongado hasta C22 en Mitocondria
En tejido adiposo..
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+
TRIGLICERIDOS (grasa)
Provenientes de metabolismo Lípidos(en rumen / higado)
CetonasAcetato Ac. CoASíntesis de AGCL
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RESUMEN DIGESTION
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Fermentativa
/enzimática /metabólica CHOS enrumiantes
LIPIDOS DESPUES RUMEN
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Principal acción digestiva posterior al rumen ocurre en I.D:
* Presencia de enzimas Pancreáticas* Sales Biliares* Acción Hormonas CCK
El b j H d l b d l ió i l d l
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El bajo pH del abomaso y de la porción proximal del
duodeno separa los ácidos grasos del catión, los pasaa la forma no disociada y los obliga a adherirse apartículas sólidas, lo cual posibilitará su absorción
intestinal
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Fosfolipidos
Microbianos
AGprocesados
Fosfatidil-colina
LIPIDOS EN EL ID-IG
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AG cadenacorta/media
Difusion simple exocitosis
Glicerol
Glucosa
Glicerol
LINFA
Absorcion Lipidos
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Digestion y absorcion de lipidos es similar a monogastricosexcepto: Grasas ingresan al I.D. de forma diferente a la que presentaron
en la dieta
Lipidos se abosrben de forma mas lenta
Transportados principalmente como VLDL
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Fosfolipidos
AGSL
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Fosfolipidos
Incorporación a VLDL (QM)En Células Intestinales
Los lípidos absorbidos no van al hígado sino que entrandirectamente a la circulación general. Así los lípidos absorbidos
pueden ser utilizados por todos los tejidos del cuerpo sin serprocesados por el hígado.
Los ácidos grasos que poseen menos de 14 carbonos, pueden pasardirectamente a la circulación portal, mientras que los más largosson reesterificados como triacilglicéridos (TAG), tomando el α-
glicerofosfato de la vía glucolítica
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β-oxidación:
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β o da ó
AG importante fuenteenergía
Oxidación ocurre solo en
MITOCONDRIA y en ciertostejidos Musculo esqueletico y
cardiaco
HIGADO TEJIDO ADIPOSO
Grasa 3,2 - 4,2%
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50% proviene de Metabolismo LIPIDOS en GM
Principalmente VLDL tomada de sangre
A mas AG > c16en dieta….. Mas
AG C:16 en leche
A mas AG C:16Menos AG cadena
corta y media
DEPRESION GRASA LACTEA EN DIETAS BAJAS EN FIBRA / ALTAS EN GRASAS
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VLDL
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PROTEINAS DESPUES RUMEN
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Reciclaje Nitrogeno
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Exceso de NH3 es absorbido por pared ruminal hacia la sangre RAPIDAMENTE convertida a UREA en el HIGADO Exceso de NH3 puede elevar pH sanguíneo
Toxicidad por Amoniaco Costos energéticos Urea
Excretada en orina
RECICLADA al rumen vía saliva (IMPORTANTE EN RUMIANTES) Eficiencia en reciclaje de nitrogeno disminuye con auemnto en
consumo de N
N continuamentereciclado al
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23-90% urea enplasma serecicla al rumen
rumen
HABILIDAD derumiantes endietas bajas en N
Entra por saliva al rumen
Traspasa por pared desde la sangre
Digestion y Absorcion proteinas
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Digestión Post-ruminal y absorción es muy similar a losprocesos en animales Monogastricos SIN EMBARGO Perfil AA que entra al ID difiere en gran
forma del perfil dietario.
AA
AAAAAAAA
AA
AAAAAAAA
AA
AAAAAAAA
AA
AAAAAAAA
PERFIL AA DIETA Re-sintesis P Mic Perfil AA hacia I.DPerfil AA en leche y carneRequerimientos de AA
Todos los aminoácidos, incluyendo los esenciales, estánpresentes en la proteína bacteriana en una
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presentes en la proteína bacteriana en una
proporción que aproxima a las proporciones deaminoácidos requeridos por la glándula mamariapara el síntesis de leche. Así la conversión de proteína
de los alimentos a proteína bacteriana es usualmenteun proceso beneficioso.
Relling y Mattioli 2002
Especificaciones
Proteína 62 – 63% mín.
Digestibilidad 92 93% mín
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Digestibilidad 92 - 93% mín.
Grasa 10% máx.
Cenizas 26% máx.
Humedad 10% máx.
PROTEINA ENRUMIANTES
PDR
Baja calidad en dieta muy buena calidad
P.Mic.
EXCELENTE calidad endieta muy buena
calidad P.Mic.
PNDR Sin modificar en rumenSUPONE MAYORCALIDAD para el animal
“Feed the cheapest RDP source that is practical regardless of quality”
** COSTOS
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Destino hepático
GNG y AAnoE
Absorción péptidos y AA
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La absorción de aminoácidos en el rumiante, a diferencia de los no-rumiantes, se realiza principalmente en el íleon. Se absorben tanto
aminoácidos libres como en forma de péptidos pequeños. Los
mecanismos de absorción que no dependen de transportadores, comodifusión por canales, endocitosis o por vía para-celular poseen unaimportancia menor Relling y Mattioli 2002
Fracción C de la proteína del alimentoEnzimasCélulas de reemplazo
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Células de reemplazo
1kg MS consumida33gr de proteína endógena desechada (células, etc..)
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MitocondriaHEPATOCITO
Reciclada Saliva
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Exceso de PC
Deficiencia E.
No todo el
NH3 esincorporado
NH3 através de laparedruminalHacia elhigado
Excretada Orina/lechePerdida de N – Especialmente en dietas Alta PC
CICLO UREA
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Excretada Orina
Excretada leche
AA d d d d d d
En GM….
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AA pueden ser convertidos a otros aminoácidos o oxidados para producir energía.
La mayoría de los aminoácidos absorbidos por la glándula mamaria es utilizadapara sintetizar proteínas de leche
Toma de AA de la sangre haciacualquier tejido esta sujeto al estadofisiológico, especialmente la lactancia Preferencia GM
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PARA RECORDAR…
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ESQUEMAS DEINTEGRACION
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Salivary Urea
NH3 UREA
LIVER
Recycled urea
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NPN
NH3
POOL
DietaryNitrogen
LIVER
LEVEL TO
PROVIDE FOR
MAXIMUM
MICROBIAL GROWTH
MICROBIALPROTEIN
35% OF PROTEIN
SMALLINTESTINE
AMINOACIDS
AMINOACIDSPROTEIN
AMINOACIDS
PEPTIDES
Reticulo-rumen
RUP
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