MICROBIOLOGÍA RUMINAL

RUMENESÓFAGO

OMASO

RETÍCULO

ABOMASO

INTESTINO DELGADO

ESÓFAGORUMEN

RETÍCULO

ABOMASO

SIMBIOSIS RUMEN - MICROORGANISMOS

APORTE DEL RUMENAmbiente anaeróbicoGran volumen (Bovino aproximadamente 200 litros)pH: 5.4 – 6.9Temperatura: 39 °C

APORTE DE LOS MICROORGANISMOSÁcidos Grasos Volátiles (AGV)• Acético• Propiónico• Butírico

BACTERIAS SUSTRATOS PRODUCTOS

CELULOLÍTICAS H de C estructurales AGV (PRINCIPALMENTE ACETATO)

AMILOLÍTICAS H de C de reserva AGV (PRINCIPALMENTE PROPIONATO)

SACAROLÍTICAS H de C simples AGV (PRINCIPALMENTE BUTIRATO)

LACTOLÍTICAS LACTATO AGV (PRINCIPALMENTE PROPIONATO)

LIPOLÍTICAS GRASAS AG LIBRES Y AGV (PRINCIPALMENTE PROPIONATO)

PROTEOLÍTICAS PROTEÍNAS AGV Y AMONIACO

METANÓGENAS METANO

UREOLÍTICAS UREA CO2 Y AMONIACO

ECOSISTEMA MICROBIANO

MICROFAUNA RUMINAL: protozoos, crecen a pH superior a 6. Tienen menor actividad celulolítica, no sintetizan proteínas a partir de NNP, regulan la fermentación amilolítica (se alimentan de bacterias amilolíticas)

METABOLISMO RUMINAL DE LOS HIDRATOS DE CARBONO

FACTORES QUE MODIFICAN EL pH

RUMINAL

Saliva: pH entre 8.1 y 8.3 (eleva el pH ruminal)

Producción de AGV: mayor producción disminuye el pH ruminal

Velocidad de absorción de AGV: a mayor producción, mayor velocidad y menor pH

Esta relacionado a la dieta, al tipo de microorganismo que se desarrolle y al

tipo de AGV producido

Bacterias celulolíticas crecen a pH entre 6.0 y 6.8Bacterias amiloliticas crecen a pH entre 5.5 y 6.0

FACTORES QUE AFECTAN EL pH RUMINAL

Ración rica en forraje grosero (alto contenido de H de C estructurales

Ración rica en concentrados (alto contenido de almidón

Largo tiempo de rumia

Alta producción de saliva

pH ruminal elevado (6.0 a 6.8)

Concentración y velocidad de absorción de AGV bajas

Corto tiempo de rumia

Baja producción de saliva

pH ruminal bajo (5.5 a 6.0)

Concentración y velocidad de absorción de AGV altas

Dieta rica en alimentos concentrados energéticos (granos)

Aleurona

Pericarpo

Dieta rica en alimentos concentrados energéticos (granos)

Almidón G1P G6P Glucólisis Piruvato

OxalacetatoMalatoFumaratoSuccinato

PropionatoSuccinil CoA MetilmalonilCoA PropionilCoA

PropionatoPropionil-

CoA

CoA

Metilmalonil-CoA

Succinil-CoA

Función anabólica de Ciclo de krebs

OxalacetatoGlucóneogénesis

Glucosa

Lactosa

Glucogeno

Dieta rica en hidratos de carbono estructurales (forrajes)

Pasos para la degradación de H de C estructurales

Adherencia de los microorganismos a la superficie de los fragmentos de fibra vegetal.

Liberación al medio de las celulasas para la digestión extracelular de la celulosa.

Incorporación de la celobiosa por la bacteria y actividad de la celobiasa.

Utilización de la glucosa por la bacteria y producción del AGV

Dieta rica en hidratos de carbono estructurales (forrajes)

Celulosa Celobiosa Glucosa Glucolisis

PiruvatoAcetaldehidoAcetato

CO2

NAD+NADH

Acetato Acetil-CoA

CoA

Ciclo de Krebs

2 CO2

3 NADH

1 FADH21 GTP

Cadena Respiratoria

NADH

FADH2

NAD+

FAD

O2

H2O

Síntesis de Ácidos Grasos

PRODUCCIÓN DE METANO

La principal fuente de energía para los microorganismos es la fermentación de los H de C, con liberación de AGV, H2, CO2, agua y METANO.El mayor aprovechamiento energético se da cuando se genera PROPIONATO, debido a que este consume hidrógenos y no genera METANO.El animal aprovecha los AGV como fuente principalmente de energía, mediante su absorción a través de la pared ruminal.

PRODUCCIÓN DE AGV A PARTIR DE LA GLUCOSA

GLUCOSA

GLUCOSA

GLUCOSA + 4 H+

2 ACETATOS + 2 CO2 + 8 H+

BUTIRATO + 2 CO2 + 4 H+

2 PROPIONATO + 2 H2O

Por cada 8 H+ formados por oxidación del NADH o FADH2 se forma 1 METANO. Por lo que el orden de mayor a menor producción de METANO será: acetato, butirato y el propionato no forma metano

Dieta suplementada con granos es la mas eficiente energéticamente

PRODUCCIÓN DE AGV DEPENDIENDO DE LA EDAD DEL FORRAJE

FORRAJE

TIERNOAlta relación contenido

celular/pared celular

MADURObaja relación

contenido celular/pared celular

pH menor a 6

Alta producción y absorción de AGV.

Predomina PROPIONATO

pH mayor a 6

Baja producción y absorción de AGV.

Predomina ACETATO

METABOLISMO DE COMPUESTOS NITROGENADOS

PROTEINA OLIGOPÉPTIDO AMINOÁCIDOS

Enzimas proteolíticas

Oligopeptidasas

PROTEINA DIETA

Mas del 50% es consumida por los microorganismos

PROTEINA MICROBIANA

PROTEINA PROTOZOO

Los protozoos consumen bacterias Animalización de las proteínas

PROTEINA DE ALTO VALOR BIOLÓGICO PARA EL RUMIANTE

METABOLISMO DE COMPUESTOS NITROGENADOS

Factores que afectan la cantidad de

proteína que llega al rumen

Tipo de dieta: dieta balanceada aporta mayor energía, mayor crecimiento bacteriano en rumen y mayor cantidad de

proteínas que llegan al intestino

Balance entre la cadenas carbonadas y la fuente de N: exceso de N induce una acumulación ruminal de amonio, aumento de pH ruminal y alteración del funcionamiento

ruminal. Por otra parte el exceso de amonio es detoxificado en hígado formando urea.

La urea en rumiantes vuelve a rumen con la saliva o por difusión a través de la pared ruminal y se hidroliza a CO2 y NH3.

METABOLISMO DE LÍPIDOS

Procesos que ocurren en el Rumen con los lípidos

HIDRÓLISIS: los microorganismos poseen lipasas en superficie y al adherirse al alimento degradan las grasas liberando GLICEROL Y AG, estos se convierten en AGV y se absorben en el rumen.

BIOHIDROGENACIÓN: los AG insaturados son hidrogenados por bacterias adheridas al alimento, esto es importante porque los AG insaturados alteran la membrana bacteriana afectando principalmente a los microorganismos celulolíticos.

SAPONIFICACIÓN: debido al pH ácido del rumen los lípidos se saponifican formando jabones insolubles que abandonan el rumen

SINTESIS DE LÍPIDOS: utilizan AG para sintetizar lípidos de membrana, formando AG de cadenas impares y ramificadas.

HIDROLISIS LIPÍDICA

Triglicéridos

Glicerol Ácidos Grasos

PROPIONATO Ácidos Grasossaturados

Hidrogenación

Fosfolípidos

Glicerol A.G.

PROPIONATO

Lipasa

Alcohol aminado

AGV + NH3

Fosfolipasa