Fisiologia Digestiva Rumiantes

ECAPMA ZONA CENTRO SUR

Nutricion de Rumiantes Manuel E.Gomez Palmira

Anatomía Funcional del Aparato Digestivo Monogástricos

Fermentadores caudales

Tracto Digestivo – Equino -

Recto

Ciego

Intestino delgado

Esofago Estomago

Colon menor Colon mayor

Duodeno

Organos del Aparato Digestivo –Fermentadores caudales –

★ Boca, esófago, estómago, hígado, pancreas e intestino delgado tiene similares funciones comparado con los monogástricos ★ Intestino grueso ► La principal diferencia entre monogastricos y

fermentadores caudales es el intestino grueso. ► El Colon mayor es escepcionalmene grande y

complejo comparado con monogástricos y rumiantes.

Organos del Aparato Digestivo –Fermentadores caudales– ■ Funcionalmente el colon mayor de los fermentadores caudales es analogo al rumen de los rumiantes. ► Gran cuba de fermentación anaeróbica ► Los microorganismos digieren carbohidratos estructurales

(celulosa, hemicelulosa) y carbohidratos solubles que escaparon a la digestión en el intestino delgado . Son degradados a AGVs. ✓ AGVs son absorbidos en el colon mayor y utilizados por el animal.

► La proteina microbiana producida en el intestino grueso es limitadamente absorbida y aprovechada.

Fermentación Microbiana Acidos Grasos Volátiles

Gas Microorganismos

Metabolizados para obtener energía Malgasto de energía

B-vitaminas & Vit. K Proteinas y Aminoacidos

Proceso Digestivo–Fermentadores caudales Proteinas

Lípidos

Celulosa Hemicelulosa

Almidón

Boca

amilasa

Maltosa

ESTOMAGO

proteases

Peptides

INTESTINO DELGADO

amilasa maltasa

Sales biliares lipasas

peptidases

Amino acidos

Acidos grasos

Glucosa

INTESTINO GRUESO AGVs

= acción microbiana

= Principal sitio de absorción

AGvs

Anatomía Funcional del Aparato Digestivo – Rumiantes –

Rumiantes

Bovino de carne

Cabras

Ovejas

Aparato Digestivo -BovinoRecto

Intestino delgado Pancreas

Rumen Omaso

Esofago Intestino grueso

Reticulo Ciego

Hígado Vesícula biliar

Abomaso

Rumiantes

Organos del Aparato Digestivo -Rumiantes★ Boca, esófago, hígado, vesícula biliar, intestino delgado, intestino grueso tiene funciones similares que en monogástricos. ■ Estómago ► La estructura y función de los estómagos es la mayor

diferencia entre mono y poligástricos. ► Estómago multi-compartimentalizado– rumen,

reticulo, omaso, abomaso.

ESTOMAGO EN RUMIANTES Saco dorsal

Tiene 4 compartimentos

Orificio retículo omasal

Rumen - Panza

Abomaso – Cuajar

Cardias Gotera Canal omasal

Retículo – Bonete Omaso – Librillo

Esófago

Saco ciego ventral

Saco ventral Duodeno Píloro

Retículo

Pliegues ruminales

Abomaso

Orificio omaso abomaso Entrada al abomaso

⬛ Prehensión ⬛ Masticación ⬛Deglución ⬛ Regurgitación ⬛ Remasticación ⬛ Fermentación ⬛ Eructación ⬛ Absorción ⬛ Excreción

Rumiación

Agriscience

Digestión en Rumiantes

⬛ El proventrículo más grande ⬛ Dividido en sacos ⬛Ocupa lado izquierdo del abdomen ⬛ Contiene microorganismos ⬛ Fermenta celulosa ⬛ Absorbe AGVs

Agriscience

Rumen

⬛En contracción continua ⬛ Contiene papilas para absorción ⬛ Produce CO2 y CH4 ⬛ pH cercano a neutro (6 - 7)

Proventriculos de los rumiantes ■ Rumen: ► Gran capacidad, cuba de fermentación

anaeróbica. Capacidad del Rumen Especie

Capacidad normal

Capacidad Máxima

Vaca (400 kg)

120 litros

180 litros

Oveja (35 kg)

15-20 litros

20-40 litros

Agriscience

Desarrollo del tracto digestivo del ternero

Recién nacido ⬛ Solo el abomaso es funcional ⬛ Por succión se forma la gotera esofágica ⬛ La leche pasa directamente al abomaso ⬛ La leche se digiere lentamente (Renina)

Agriscience

Desarrollo del tracto Digestivo del Ternero

⬛ Rumen no se desarrolla mientras se alimenta solo a leche Abomasum - 4 liters Rumen - 1.7 liters Total Size - 6.7 liters

GOTERA LIBRO- ESOFAGICA

Desarrollo del tracto Digestivo del Ternero

12-16 Semanas

⬛ El consumo de alimento (forraje) es lo que hace que el rumen se desarrolle

⬛ El Rumen se coloniza con microorganismos a partir del ambiente ⬛ Bacterias que producen AGV’s provocan que en el rumen se desarrollen papilas y aumente de tamaño ⬛ El ternero puede digerir forraje una vez que el rumen ha desarrollado Abomaso - 4 litros Rumen - 13 litros Volumen total - 20 litros

Proventrículos de los Rumiantes ■ Rumen ► microrganismos. ✓ Protozoarios:100,000 por gramo de contenido ruminal. ✓ Bacterias/hongos – 100 millones por gramo de contenido ruminal .

► Funciones de los microorganismos. ✓ Digestión de forrajes para producir Acidos Grasos Volátiles (AGVs) , fabricar proteína bacteriana, y fabricar vitaminas K y complejo B.

► Absorción de AGVs en rumen.

Microorganismos: Protozoarios ✓ Están en menor número que las bacterias ( ciliados y flagelados) ✓ Su número se modifica con el PH ruminal > acidez < número ( Alimentación con concentrados –almidón) < acidez > número ( Alimentación con fibra – celulosa-) ✓ Anaerobios ✓Menor lisis de sustrato que las bacterias ✓No desdoblan la celulosa ✓ No sintetizan proteína a partir de NNP ( Nitrógeno No Proteico) ✓Almacenan H de C como polisacáridos somáticos ✓Sus requerimientos proteicos los obtiene de

proteína del alimento digestión de bacterias ✓El ingreso posterior de los protozoos al abomaso permite el aprovechamiento de sus proteínas por parte del rumiante ✓Valor biológico…………..80-81% ✓Digestibilidad………………91%

10 -10 9

10

células/ml de contenido ruminal.

Contenido de proteinas en bacterias. 40-45% Valor biológico……………………….. 70% Digestibilidad………………………….70-75%

BACTERIAS Por su distribución en el rumen: •bacterias adheridas a partículas •bacterias libres en el líquido •bacterias fijadas a la pared del rumen (flora epimural).

HONGOS • Anaeróbicos estrictos. • 5 géneros distintos. • Rol importante en la celulolísis; se fijan a tejidos vasculares de tallos y hojas, desarrollan un micelio dentro de los tejidos a partir de las fracturas causadas por la masticación o por orificios naturales como estomas. •Fermentan los monosacáridos resultantes (fructosa, glucosa, xilosa) de la degradación de las paredes celulares.

Proventrículos de los rumiantes Rumen (continuación): ► Rumen saturado con gases y en constante movimiento. ► Contracciones se producen a razón de 1-3 por minuto. ✓ Sirve para mezclar contenido, ayuda en la eructación de gases,y moviliza el alimento y fluidos hacia el omaso. Tomado de “Digestive Physiology of Herbivores” http://arbl.cvmbs.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/herbivores/

Proventrículos de los rumiantes ■ Rumia : ► La Rumiación incluye:

✓Bolo alimenticio previamente tragado es llevado nuevamente a la boca por movimientos antiperistálticos. ✓Inspiración a glotis cerrrada y contracción brusca de redecilla ✓Bolo es reinsalivado, remasticado y vuelto a deglutir. ► Rumiación puede ocupar

aproximadamente 1/3 del día del rumiante.

Proventrículos de los rumiantes ■ Eructación: ► Fermentation de los alimentos en el rumen generan

gran cantidad de gas.

✓30-50 litros por hora en bovinos adultos. ✓5-7 litros por hora en ovejas y cabras adultas. ✓Cualquier causa que impida la eliminación de gases es una amenaza para la vida del rumiante (Meteorismo).

(sinonimia: Red, Bonete, Redecilla)

⬛ El compartimento más chico ⬛Anatomicamente cercano al corazón ⬛ Contiene microorganismos. Es un area adicional de fermentación

Agriscience

Retículo

⬛Acumula alimento grosero y pesado para una posterior rumia.

⬛Para salir por el Orificio RO el tamaño de partícula 1,2g/ml. ⬛Se contrae fuertemente para la regurgitación ⬛ Mucosa tipo colmena de abeja

(sinonimia: Libro, librillo)

⬛Tercer compartimento ⬛Forma redondeada ⬛ Mucosa formando láminas u hojas

Agriscience

Omaso

⬛ Reduce el tamaño de las partículas de alimento ⬛ Absorción de agua y deshidratado del alimento ⬛ Absorción de AGVs

Abomaso

( sinonímia: cuajar, cuajo) ⬛ Estómago verdadero (glandular y similar al de monogástrico) ⬛ Produce HCl y enzimas ( jugo gástrico) para la digestión química ⬛ baja el pH hasta 2.5 ⬤ Disuelve sales minerales ⬤ mata microorganismos ruminales ( lizozima degrada pared celular bacteriana) ⬤ desdobla proteinas ⬤ El alimento continúa hacia el duodeno

Estratificación Ruminal.....

Gases Forraje del día Granos y Forraje del día anterior

Fibra efectiva.....

- Formación de una red ruminal de fibras largas

- Estímulo para motilidad ruminal y rumia

- Mantenimiento del % de grasa en leche

Insuficiente fibra efectiva.....

- Poco estímulo para motilidad ruminal y rumia

- Nula formación de una red ruminal de fibras largas

- Disminución de productividad

- Disminución del % de grasa en leche

- Disminución del pH del líquido ruminal

⬛ bacterias anaeróbicas desdoblan la celulosa

Agriscience

Fermentación ⬛ los AGVs liberados pasan a la sangre a través de las papilas ⬛ bacterias producen CO2 and CH4

⬛ Las Bacterias son controladas por los protozoarios

T° constante: 39 a 40°C.

Qué es lo que estos microorganismos y el proceso de la fermentación proporcionan al herbívoro?

• Síntesis de proteína de alta calidad. Todos los vertebrados requieren de ciertos aminoácidos que no puedan ser sintetizados (los “aminoácidos esenciales”). Los microorganismos presentes en el rumen pueden sintetizar todos los aminoácidos.

•

Síntesis de la proteína a partir de fuentes de nitrógeno no proteico: Los microorganismos presentes en la fermentación pueden, utilizar la urea para sintetizar proteína ya que en algunas casos, los rumiantes son alimentados con urea como una fuente barata de proteína.

ENERGÍA

Acidos Grasos Volátiles (AGVs) • Acido Acético • Acido Propiónico • Acido Butírico

Los productos de la fermentación

• Acidos Grasos Volatiles. La fermentación ocurre bajo condiciones anaerobicas. Por consiguiente, las azúcares se metabolizan principalmente como ácidos grasos volátiles (AGV). Además se producen algunos productos adicionales como el ácido láctico, el dióxido de carbono y el metano.

VITAMINAS • En el rumen se sintetizan las vitaminas: • del grupo B (B1, B2, B6 y B12) • vitamina K • ácido nicotínico • Nicotinamida • ácido pantoténico • Biotina • ácido para-aminobenzoico • ácido lipoico • ácido fólico. • Rara vez casos de deficiencias de ellas

Regulación del PH ruminal Ración rica en fibra bruta (forraje mucha celulosa)

Ración rica en concentrado (Granos mucho almidón)

Tiempo de rumia?

Largo tiempo de rumia 45-70´x kg de MS Producción de saliva?

Concentración y velocidad de Absorción de Ac Grasos relativ. baja

Alta producción de saliva 14-15 litros x kg de MS

Corto tiempo de rumia 35-45´x kg de MS

Concentración y velocidad de Absorción de Ac Grasos relativ. alta

Baja producción de saliva 10-12litros x kg de MS

PH en rumen?

Alto PH en el rumen PH 6 -6,8 (alta prod. Ac. Acético)

Bajo PH en el rumen PH 5,4-6 (alta prod Ac. Propiónico)

Que se digiere mejor?

PH favorable digestión de celulosa

PH favorable digestión del almidón

Rango normal de PH: 5,4 – 6,9

Proceso Digestivo- RumiantesProteinas alimento

Proteína microbiana (AA esenciales )

Carbohidratos

R PD

R PD

RUMEN/ RETICULO

PNDR

Nitrógeno no proteico (NNP)

Celulosa Almidon Hemicelulosa Azucares

Acidos Grasos Volatiles (AGVs)

HIGADO

grasas

Glucosa

Glucosa

OMASO

AGV s

ABOMASO PNDR

Proteina microbiana Peptidos

INTESTINO DELGADO

Grasas

Peptidos Aminoacidos

= accion microbiana PDR = proteina ruminal degradada; PNDR= prot, no degradada

Glucosa = princip. Sitio absorción

Acidos grasos & glicerol = algo de absorc.

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS Diferencias metabólicas entre rumiantes y no rumiantes RUMIANTES 40-60 mg/100 mL Decae en ayuno No aumenta después de la alimentación

NO RUMIANTES 80-100 mg/100 mL No decae en ayuno Aumenta después de la alimentación

Reciclaje de glucosa

Escaso

Considerable

Lipogénesis

A partir del acetato Inhibición enzimática a partir de la glucosa

A partir de la glucosa

Consumo de glucosa inalterado

Consumo de glucosa disminuye

Glucosa en sangre

Respuesta del cerebro a la hipoglucemia Cuerpos Cetónicos

El cerebro no utiliza Utilizados en tejidos periféricos

El cerebro utiliza

Ventajas y desventajas de la fermentación pregástrica VENTAJAS

DESVENTAJAS

1. Mayor digestión de la celulosa

1. Pérdidas de energía (8-10%) (Metano y calor de ferm.)

2. Utilización de los productos de la fermentación (AGV + bacterias digeridas + vitaminas)

2. Los rumiantes no utilizan bien las grasas

3. Pueden utilizar Nitrógeno no Proteico

3. Son menos eficientes que monogástricos para digerir forrajes de alta calidad

4. Mejora en la calidad de la proteina (animalización de la proteína) 4. Peor conversión alimenticia que monogástricos.

RESUMEN

■ Exiten basicamenten 3 tipos de sistemas digestivos en los animales domésticos ► Monogastricos ► Rumiantes (fermentador craneal) ► Fermentador caudal

■ El tipo de sistema digestivo está relacionado con con el tipo de dieta que el animal puede efectivamente utilizar.

COMPARACION DE SISTEMAS DIGESTIVOS Función Digieren y extraen la energia de la celulosa Utilización directa del azucar de la dieta Utilización directa de la proteina de la dieta Utilización directa de la grasa de la dieta Utilización de proteina bacteriana

Monogastricos

Rumiantes

Muy limitados

SI

Fermentador caudal SI

(intestino grueso)

(rumen/reticulo)

(intestino grueso)

SI

No

SI

(absorbida como glucosa)

(fermentada a AGVs)

(absorbida como glucosa)

SI

Limitado

SI

(mayoria se convierte en proteina bacteriana)

SI

ALGO

SI

(la mayoria fermentado a AGVs)

No

SI (60-80% de AA a partir de microorganismos)

No

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