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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