2_principios
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FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIAPRINCIPIOS DE NUTRICION EN RUMIANTESDr. Francisco I. Juarez Lagunes
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IntroduccinAlimentacin Rumiante: forrajeFresco, henificado, ensilado40 - 80% MS forrajes: FibraCelulosa, hemicelulosa, ligninaEficiencia por especieMicrobiota: bacterias y protozoariosGram (-): forrajesGram (+): cereales (granos)ProtozoariosHongosFermentacin: AGV y Proteina Microbiana
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RUMEN
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GeneralidadesRumen: representa 15 20% PVBovino: 120 220 ltsOveja / Cabra: 8 12 lts
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RumenEl ms grande de los preestmagos.Saculado por pilares musculares.Numerosas papilas.Almacn y mezcla de alimento.Ambiente anaerobio para flora ruminal.Poza de fermentacin por excelencia.
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RetculoSaco craneoventral del rumen.Epitelio reticular en forma de celdas con numerosas papilas.Receptculo para objetos pesados ingeridos.Conectado al omaso por el orificio retculo-omasal (vlvula que retiene partculas alimenticias en el rumen hasta tener un dimetro de 1 a 2 mm).
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OmasoRecibe partculas de alimento masticadas y digeridas por microorganismos.Esfrico.Anchos pliegues longitudinales u hojas en su interior, con pequeas papilas. Absorbe agua y electrolitos de los alimentos.Retiene partculas de materia entre sus hojas.
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Condiciones Ruminales.....Microorganismos
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Microorganismos ruminales....un mundo dentro del animal
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Cuntos son muchos.....Bacterias...1 a 10 mil millones/mL de lquido ruminalProtozoarios...20 a 200 mil/mL de lquido ruminal200 a 1100 mg/100 mL de lquido ruminal300 a 1600 mg/100 mL de lquido ruminalx100x350x3000x5000
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Fibra en la Alimentacin del Ganado
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Qu es la fibra y como medirlaImportancia de la fibra Fibra fsicamente efectiva Fuentes de fibra de subproductos que no son forrajes
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Qu es la fibra
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Importancia de la fibra en rumiantes.....
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- Estmulo para la motilidad ruminalMezclado de sustratos y microorganismosImportancia de la fibra - Estmulo para rumiaRegurgitacinRemasticacinReinsalivacinRedeglucin- Formacin de una red ruminal de fibras largasSoporte para partculas pequeas para mejor utilizacin
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GasesForraje del daGranos y Forraje del da anteriorEstratificacin Ruminal.....
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Fibra fsicamente efectiva
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Fibra efectiva.....- Estmulo para motilidad ruminal y rumia- Mantenimiento del % de grasa en leche- Formacin de una red ruminal de fibras largas
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- Poco estmulo para motilidad ruminal y rumia- Disminucin del % de grasa en leche- Nula formacin de una red ruminal de fibras largasInsuficiente fibra efectiva.....- Disminucin del pH del lquido ruminal- Disminucin de productividad
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Distribucin de partculas de forrajes
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Distribucin de partculas de subproductos considerados como fuentes de fibra no forrajera
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Microorganismos Ruminales.....
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Gram (+)Gram (-)
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Gram (+)Gram (-)Fibrobacter spp., Butyrivibrio spp.Lactobacillus spp., Methanobacterium spp.Ruminococcus spp., Streptococcus spp. AcetatoLactatoMetanoH+ Bacteroides spp., Megasphera spp.Selenomonas spp., SuccinomonasSuccinivibrio spp. AcetatoPropionatoSuccinato
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Origen y SignificanciaImportantes:ActicoPropinicoButricoFermentacin:Rumen retculoIntestinoHgadoAcetato:Acetil CoAAcetilenoFosfato de acetilo
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Origen y SignificanciaPropionato:SuccinatoAcrilatoButirato:AcetatoPiruvatoglutamatoInterconversinAcetato : propionato : butiratoForraje: 65 : 20 :10 a 70 : 20 : 10Concentrado: 45 : 40 : 15 a 50 : 40 :10 pHSntesis de protena
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cido acticocido propinicocido butrico Protenas Valina IsobutiratoLeucina Isovalerato Isoleucina 2-metilbutirato Substratos para la fermentacin ruminal
Todos los carbohidratos y protenas de la dieta. CarbohidratosAminocidos=
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ALMIDN, AZCAR, FIBRA PROTENAS
Pptidos
Aminocidos
Microorganismos
AGVCO2CH4
+ NH3
Rutas de degradacin ruminal de carbohidratos y protenas
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CELULOSA
PECTINA HEMICELULOSA
ALMIDN
AZCARES SOLUBLES
Pentosas
HexosasCiclo de la pentosa
Va de Embden-Meyerhof
Piruvato
Formato
Va del acrilato
Acetil CoA
CO2 + H2
Va del succinato
Metano
ACETATOBUTIRATO
PROPIONATO
Principales vas del metabolismo de los carbohidratos en el rumen
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Cambios en la proporcin forraje:concentrado de la dieta = influyen en la cantidad y porcentaje de AGVs producidos en rumen.
AGVs: gran influencia en la produccin de leche, porcentaje de grasa lctea, eficiencia de la conversin de alimento a leche y valor relativo de una racin para produccin de leche contrario al depsito de grasa.
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CELULOSA HEMICELULOSA PECTINAS ALMIDONES Y AZCARES
Metano
Pentosas cidos
urnicos
Hexosas
Ciclo de las
Pentosas
cido pirvico
Rutas para la hidrlisis de los polisacridos alimenticios en el rumen
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Formacin de acetato y butirato va piruvato: acetil CoA como intermediario.
Formacin de propionato: va del succinato y la va alterna del acrilato.
La fermentacin de 1 mol de carbohidrato origina 2 moles de acetato, 2 moles de propionato o 1 mol de butirato:
Hexosa 2 piruvato + 4[H]* + 2ATP2 piruvato + 2H2O 2 acetato + 2CO2 + 2H2 + 2ATP2 piruvato + 8[H] 2 propionato + 2H2O + 2ATP2 piruvato + 4[H] butirato + 2H2 + 2CO2 + 2ATPCO2 + H2 CH4 + 2H2O + ATP
*[H] = coenzimas reducidas
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A partir del piruvato, y por diferentes reacciones, se forman los distintos AGVs que caracterizan la fermentacin ruminal.
PIRUVATO
CO2 + H2
Formiato Acetil CoA
Oxalacetato Lactato
Acetil CoA
Acetil CoA
CO2
4H ACETATO
CoA
CO2 H2 Acetil-P Malonil CoA
Propionil CoA
Lactil CoA
Acetacetil CoA
Succinato H2O
CoA 2H
Acrilil CoA
CH4 ACETATO
PROPIONATO
2H
B-hidroxibutiril CoA
Succinil CoA
Propionil CoA
H2O
ACETATO
Crotonil CoA
Metilmalonil CoA Acetil CoA
2H
Butiril CoA
PROPIONATO
ACETATO
Acetil CoA
BUTIRATO
Vas de produccin de AGVs a partir del piruvato
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Absorcin RuminalPapilas de rumen retculo:Difusin pasiva (mayormente)Difusin facilitadaDeterminada por:[ ] en fluido ruminalpH (bajo)Tamao de la cadena de AGVOrden: butirato, propionato, acetatoAbsorcin:76% rumen retculo19% omaso abomaso 5% intestinos
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Absorcin RuminalAc70
Prop20
But1020105501014 ( OH but)Fuido RuminalPared RuminalSangrePortal
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Metabolismo Heptico AGVMayor parte en hgadoPropionato:GlucosaLactatoButirato: hidroxibutiratoAcetato: sin biotranformacin
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Ac70
Prop20
But10Rumen Sangre Hgado Sangre portalperifrica50
10
1
4GlucosaCO2 OH butAcetatoGlucosa OH but
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ACETATO
CuerposAcetil CoA
BUTIRATOcetnicos
Grasa
Citrato
Glicerol
(AcCoA)
Piruvato
Oxalacetato
PEP
SuccinatoCO2
Glucosa
PROPIONATO
Protena Aminocidos
Principales vas para el metabolismo de los AGVs
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Ciclo de Krebs
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AcetatoMnima utilizacin en el hgado.Oxidado en casi todos los tejidos del cuerpo para generar ATP.Principal fuente de acetil CoA para la lipognesis en el tejido adiposo y heptico de los rumiantes. De gran importancia para la produccin de los cidos grasos de cadena corta de la leche. Hasta 40% es utilizado en el metabolismo mamario. Un 30% del acetato tomado por la glndula es oxidado y la mayor parte del resto es incorporada a los cidos grasos C4 a C16.
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ATP + CoA
ACETATO
Acetil CoA
Aceto Acetil CoA
Malonil CoA
Citrato
3,3 hidroximetilglutaril CoA cidos grasos
Ciclo de Krebs
cido mevalnico
Cuerpos cetnicos CO2
Esteroles (colesterol)
Metabolismo del acetato
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Propionato
Parte metabolizado a lactato y el resto pasa a la circulacin portal para ser metabolizado en el hgado a glucosa o ser oxidado a CO2.
El lactato producido por la pared ruminal es tomado por el hgado para sntesis de glucosa.
Propionato: principal substrato para la gluconeognesis, que es crtica para el rumiante porque es mnima la cantidad de glucosa que se absorbe como tal en el intestino delgado.
Propionato: necesario para produccin de leche en cantidad, debido a la generacin de glucosa.
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MITOCONDRIA
PROPIONATO
Propionil CoA
Metil malonil CoA
CO2
Oxalacetato
Succinil CoA
cido mlico cido fumrico
cido succnico
cido mlico
Oxalacetato
Fosfoenol piruvato D-glucosa
CITOPLASMA
Va metablica de utilizacin del propionato en el hgado del rumiante
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Butirato
Metabolizado en su mayor en el epitelio ruminal a cuerpos cetnicos, principalmente acetoacetato y (D-) -hidroxibutirato, los cuales son interconvertidos en el hgado. Cuerpos cetnicos: importante fuente de energa al ser oxidados en la mayora de los tejidos del organismo, principalmente cuando las reservas de energa necesitan ser movilizadas de la grasa corporal (subnutricin o situaciones de gran demanda de energa).
El 80% de los cuerpos cetnicos circulantes provienen de la produccin ruminal de butirato y una pequea a partir de los cidos grasos de cadena larga en el hgado.
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3-HIDROXIBUTIRATO
ACETOACETATO
Succinil CoA
cido succnico
Acetoacetil CoA
2 acetil CoA
Oxaloacetato
Ciclo de Krebs
CO2
Va de oxidacin de los cuerpos cetnicos
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Metabolismo Heptico AGVPrincipal fuente de glucosa:PropionatoCiclo de Krebs (Ac. tricarboxlicos)17 molculas de ATP Propionato no transformadoEmbden Meyerhof18 molculas de ATP hidroxibutiratoCiclo de Krebs (Ac. tricarboxlicos)27 molculas de ATP
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GlucosaSntesis de Ac. grasos de cadena larga a partir de glucosaPiruvato
Acetil CoA OAACicloTCACitratoMitocondriaAc. grasos de cadena larga NADPHOAAAcetil CoACitosol
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Metabolismo Post Heptico AGV Principal AGV derivado polisacridos:AcetatoNula hepato bio transformacinFuente de energa varios tejidosCiclo de Krebs (10 molculas ATP)Metabolizado:Msculos: esqueltico y cardiacoRinGlndula mamariaTejido AdiposoPrincipal fuente de Ac. grasos de cadena larga:Tejido adiposoGrasa de la leche
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Principales rutas metablicas Acetato
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Sntesis de Ac. grasos de cadena larga a partir de acetatoGlucosaPiruvato
Acetil CoA OAACitratoMitocondriaCicloATCAc. grasos de cadena largaOAAAcetil CoAAcetatoCitosolX
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Metabolismo Post Heptico AGV Acetato transformado Acetil CoA
Disponibilidad tisular de acetatoDifusin simple (depende [ ])[ ] sangunea depende [ ] lquido ruminalATPADP
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COMPOSICIN DE CIDOS GRASOS DE ALGUNOS INGREDIENTES NUTRICIONALES PARA ANIMALES
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Por BiohidrogenacinBacteria CelulolticaButyrivibrio fibrisolvens9-desaturasa Por SntesisIsomerizacin enzimtica
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BIOHIDROGENACIN EN RUMENGrasa de la dietaCis-9, cis-12 C18:2 (Acido Linoleico)
Cis-9, trans11 C18:2(Acido Rumnico)
Trans-11 C18:1 (Acido Vaccnico)
C 18:0 (Acido Esterico)
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Utilizacin de Lpidos en condiciones normalesAlimento HIGADO Lipolisis completa (-oxidacin)Tejido AdiposoLipoprotenas (cidos Grasos)Acetil Coenzima-ACO2, AguaEnergaEnergaGLUCOSAGluconeognesisOxaloacetatoPROPIONATOT. Sanguneo
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Metabolismo de Lpidos en Vacas FrescasConsumo AlimentoBalance Energtico NegativoPropionato HIGADOMovilizacin de Tejido Adiposocidos GrasosLipolisis Incompleta (-oxidacin)Acetil Coenzima A
CO2, AguaEnergaEnergaOxaloacetatoXXT. SanguneoXGLUCOSAPROPIONATOX
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Metabolismo de Lpidos en Vacas Frescas HIGADOMovilizacin de Tejido Adiposocidos GrasosCETOSISLipolisis Incompleta (-oxidacin)Acetil Coenzima A
CO2, AguaEnergaEnergaOxaloacetatoXXT. Sanguneoacetoacetato -OH butiratoXGLUCOSAPROPIONATOXConsumo AlimentoBalance Energtico NegativoPropionato
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DESATURACIN EN TEJIDOC18:0
Delta-9 desaturasa
cis-9 C18:1
trans-11 C18:1
Delta-9 desaturasa
cis-9, trans-11 C18:2 CLA
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CLA content of various foods
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RESULTADOS DE CONTENIDO DE CLA EN CARNE COMERCIAL EN VERACRUZ
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FACTORES DIETARIOS QUE INCREMENTAN CLA EN LECHE