microbiologÍa ruminal rumen esÓfago omaso retÍculo abomaso intestino delgado
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MICROBIOLOGÍA RUMINAL
RUMENESÓFAGO
OMASO
RETÍCULO
ABOMASO
INTESTINO DELGADO
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ESÓFAGORUMEN
RETÍCULO
ABOMASO
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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
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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)
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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
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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
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Dieta rica en alimentos concentrados energéticos (granos)
Aleurona
Pericarpo
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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HIDROLISIS LIPÍDICA
Triglicéridos
Glicerol Ácidos Grasos
PROPIONATO Ácidos Grasossaturados
Hidrogenación
Fosfolípidos
Glicerol A.G.
PROPIONATO
Lipasa
Alcohol aminado
AGV + NH3
Fosfolipasa