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MICROBIOLOGÍA RUMINAL
ESÓFAGO
RUMEN
OMASO
INTESTINO DELGADO
ABOMASO
RETÍCULO
RUMEN
ESÓFAGO
RETÍCULO
ABOMASO
SIMBIOSIS RUMEN - MICROORGANISMOS
APORTE DEL RUMEN
Ambiente anaeróbico
Gran volumen (Bovino aproximadamente 200 litros)
pH: 5.4 – 6.9
Temperatura: 39 °C
APORTE DE LOS MICROORGANISMOS
Ácidos Grasos Volátiles (AGV)
• Acético
• Propiónico
• Butírico
ECOSISTEMA MICROBIANO
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
UREOLÍTICAS
METANO
UREA
CO2 Y AMONIACO
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
Saliva: pH entre 8.1 y 8.3 (eleva el pH ruminal)
FACTORES QUE
MODIFICAN 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 6.8
Bacterias 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
Corto tiempo de rumia
Alta producción de saliva
Baja producción de saliva
pH ruminal elevado (6.0 a 6.8)
pH ruminal bajo (5.5 a 6.0)
Concentración y velocidad de absorción
de AGV bajas
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
Succinato
Fumarato
Succinil CoA
MetilmalonilCoA
Propionato
Glucólisis
Malato
Piruvato
Oxalacetato
PropionilCoA
Propionato
Metilmalonil-CoA
Propionil-CoA
CoA
Succinil-CoA
Lactosa
Glucóneogénesis
Glucogeno
Glucosa
Oxalacetato
Función
anabólica de
Ciclo de krebs
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
CO2
Acetato
Piruvato
Acetaldehido
NADH NAD+
Acetato
Síntesis de Ácidos Grasos
Acetil-CoA
CoA
NADH
2 CO2
Ciclo de
Krebs
1 GTP
3 NADH
NAD+
O2
Cadena
Respiratoria
H2O
1 FADH2
FADH2
FAD
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
2 ACETATOS + 2 CO2 + 8 H+
GLUCOSA
BUTIRATO + 2 CO2 + 4 H+
GLUCOSA + 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
 pH menor a 6
TIERNO
Alta relación contenido
celular/pared celular
 Alta producción
y absorción de
AGV.
 Predomina
PROPIONATO
FORRAJE
 pH mayor a 6
MADURO
baja relación contenido
celular/pared celular
 Baja producción
y absorción de
AGV.
 Predomina
ACETATO
METABOLISMO DE COMPUESTOS NITROGENADOS
PROTEINA
OLIGOPÉPTIDO
Enzimas
proteolíticas
AMINOÁCIDOS
Oligopeptidasas
PROTEINA DIETA
Mas del 50% es consumida por los microorganismos
PROTEINA MICROBIANA
Los protozoos consumen bacterias
Animalización de las proteínas
PROTEINA PROTOZOO
PROTEINA DE ALTO
VALOR BIOLÓGICO
PARA EL RUMIANTE
METABOLISMO DE COMPUESTOS NITROGENADOS
Tipo de dieta: dieta balanceada aporta mayor energía, mayor
crecimiento bacteriano en rumen y mayor cantidad de
proteínas que llegan al intestino
Factores que afectan
la cantidad de
proteína que llega al
rumen
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
Fosfolípidos
Lipasa
Glicerol
Ácidos Grasos
Fosfolipasa
Glicerol
A.G.
Alcohol aminado
Hidrogenación
PROPIONATO
Ácidos Grasos
saturados
PROPIONATO
AGV + NH3