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Tracto Gastrointestinal Utilización de nutrientes Jorge Ml. Sánchez Centro de Inv. en Nutrición Animal Escuela de Zootecnia Universidad de Costa Rica Clasificación de los animales según el tipo de aparato digestivo Tipo I Aparato Simple Hombre: Omnívoro Mono: Omnívoro Cerdo: Perro: Intestino delgado Estómago Ciego Omnívoro Carnínovoro Intestino grueso Capacidad de las diferentes partes del canal gastrointestinal … continuación Animal Parte del tracto Capacidad relativa (%) Capacidad absoluta promedio (l) Cerdo Estómago Intestino delgado Ciego Colon y recto Total 29.2 33.5 5.6 31.7 100 8.00 9.20 1.55 8.70 27.45 Perro Estómago Intestino delgado Ciego Colon y recto Total 62.3 23.3 1.3 13.1 100 4.33 1.62 0.09 0.91 6.95 Gato Estómago Intestino delgado Intestino grueso Total 69.5 14.6 15.9 100 0.341 0.114 0.124 0.579 Tipo II Aparato simple con ciego funcional Caballo: Herbívoro Rata: Omnívoro Ratón: Omnívoro Hamster: Omnívoro Conejo: Herbívoro Cobayo: Herbívoro Intestino delgado Estómago Ciego Intestino grueso Tipo II Aparato simple con ciego funcional Caballo: Herbívoro Rata: Omnívoro Ratón: Omnívoro Hamster: Omnívoro Conejo: Herbívoro Cobayo: Herbívoro Requieren y utilizan la fibra Productos de la fermentación en el ciego: Carbohidratos: ácidos grasos volátiles Proteínas: proteína bacterial Vitaminas Características del tracto gastrointestinal de los caballos Longitud M Esófago Capacidad % % 10 a 20 1.5 segundos Estómago Intestino delgado L 16-24 Duración tránsito 70-76 15-18 8-9 3a9 horas 64 30 5a6 horas Características del tracto gastrointestinal de los caballos Longitud Ciego Colon replegado Colon flotante y recto Total Capacidad Duración tránsito M % L % 1 3-4 30-35 15-17 15-20 hrs. 3,8 10-15 80-90 35-40 18-24 3 8-11 15 7 1-2 25-35 180220 46-62 TGI del Conejo Conejo Tipo III Rumiante Bovinos: Rumiante Ovinos: Rumiante Omaso Rumen Ciego Caprinos: Rumiante Intestino delgado Intestino grueso Tipo III Rumiante Bovinos: Rumiante Ovinos: Rumiante Caprinos: Rumiante Productos de la fermentación en el rumen: Carbohidratos: ácidos grasos volátiles + CO2 + CH4 Proteínas: NH4 + CO2 + proteína bacteria l Ácidos grasos: a. g. trans e impares Vitaminas (K y complejo B) Capacidad de las diferentes partes del tracto gastrointestinal Animal Oveja y cabra Parte del tracto Rumen Retículo Omaso Abomaso Intestino delgado Ciego Colon y recto Total Capacidad relativa (%) Capacidad absoluta promedio (l) 52.9 4.5 2.0 7.5 20.4 2.3 10.4 100 23.4 2.0 0.9 3.3 9.0 1.0 4.6 44.2 National Research Council. 2005. Mineral Tolerance of Animals. Academic Press. 496 p. Propiedades del Retículo-Rumen 1. Micropoblación: 2-5 x 1010 bacterias/ml 2-5 x 105 protozoarios/ml (calidad) 2. Regulación de la temperatura (38-39 C) 3. Regulación del pH (<7) (sustancias buffer) 4. Movimientos constantes para homogenizar el material que se está fermentando Frecuencias promedio de contracciones en el rumen Contracciones del rumen Actividad Comiendo 2.8/minuto 168/hr Rumiando 2.3/minuto 138/hr Reposando 1.8/minuto 108/hr 5. Constante ingreso de sustrato y absorción de nutrimentos y excreción de desechos 6. Medio anaeróbico 7. Medio con alta capacidad de reducción Desarrollo del tracto gastrointestinal del bovino Edad Nacimiento 3a4 meses Adulto Rumen Retículo Omaso Abomaso 25% 5% 10% 60% 65% 5% 10% 30% 80% 5% 7-8% 7-8% Calostro: - Primera secreción de la glándula mamaria - Fuente de inmunoglobulinas - Fuente rica en nutrimentos Coagulación de la leche Coagulación ocurre en 3-6 min Lactosa Suero Cuajo Proteína (Ig) Minerales Proteína (caseína) Lípidos 85% - 6 h de aliment. duodeno Digestión en el ternero Leche : Forraje : Grano : -Rumen: ácidos propiónico y butírico se digieren lentamente Abomaso Duodeno Rumen: ácido acético se digiere lentamente (composición y características físicas de los granos son importantes) Rumen: AGV y productos finales Acético sistema sanguíneo portal Se utiliza para la síntesis de grasas Propiónico sistema sanguíneo portal Se usa para gluconeogénesis (energía) Butirato fuente de energía para el rumen Puede entrar a la sangre como Betahydroxy-butirato para la síntesis de grasa Orden Perisodactylia Artiodactylia Sub-orden Familia Características gastrointestinales Hipomorfa Equidae Ciego y Colon grandes y alargados Suina Suidae (cerdos) Colon y ciego agrandados y un área no secretora en el estómago Tylopoda (pseudorumiantes) Camelidae Camellos, llamas y alpacas Pre-estómagos separados con 2 cámaras mayores Cervidae Ciervos Ruminantia Giraffidae Jirafas Bovidae Pre-estómagos muy grandes con 3 cámaras mayores Aves Tracto Gastrointestinal del Ave Pico Papilas gustativas Boca Glándulas salivales: Aves: 7-30 ml Bovinos: 130-180 lts Formas de tomar el alimento: Picos, bocas y trompas Tipos de glándulas salivales Serosas Parótidas (acuosas) Mucosas Bucales (mucilaginosas) Mixtas Submaxilares y sublinguales Mecanismos que integran el tipo de saliva a secretar Funciones de la Saliva 1. Preparación del bolo alimenticio 2. Lubricación para estimular el tragado 3. Disuelve componentes del alimento que estimulan las papilas gustativas 4. Reciclaje de nutrimentos: urea, bicarbonato de sodio y fosfatos 5. Fuente de enzimas: lipasa Bicarbonato de sodio. Ingreso al rumen Bicarbonato de sodio kg/d % 70% forraje 3,6 103 50% forraje 3,5 100 30% forraje 3,4 97 Suplementación En dieta Máximo 0,3 9 0,2 5 Flujo de saliva Promedio Por debajo de 30% de forraje se deprime el consumo de materia seca. Aves Buche Órgano tubular Funciones: - almacenamiento - humedecimiento Aves Estómago o Proventrículo Regiones: Esofágica: moco y bicarbonato Glandular fúndica: moco, HCl, Pepsina (HCl) y Renina (HCl) Glandular pilórica: moco y gastrina Molleja Aves Molleja Estructura ovalada, con músculos circulares fuertes y superficie interna cornificada Función: - Triturar alimento Aves Intestino Delgado Estructura de digestión y absorción Duodeno-Yeyuno-Ileo Digestión Duodeno-Conductores biliares: bilis sales biliares Células de Goblet proteína que liga al Ca Absorción: • Vellosidades y microvellosidades • Duodeno > Yeyuno > Ileo • Células absorbentes. Duodeno columnares (Coccidiosis) células • Intestino grueso: células cuboidales (absorción de agua, AGV y minerales) y tejido estratificado escamoso Músculo involuntario o voluntario Vellosidades y microvellosidades Estructuras de absorción: Lámina propia: - Capilares sanguíneos - Vasos linfáticos - Terminaciones nerviosas Variable Mostly Similar Hyper-variable Overview of Vertebrate GI Tracts: Fish lack a large intestine, but often have pyloric ceca; urine is excreted via a separate orifice. Amphibians have a large intestine but herbivores lack dilation. Avian stomach is divided into functional components. Carbohidratos Estructurales o fibrosos • Celulosa • Hemicelulosa No fibrosos • Amilosa • Lactosa • Amilopeptina • Maltosa • Sacarosa • Glucosa • Galactosa • Pectina Enzimas amilolíticas ORIGEN Amilasa pancreática Páncreas Almidón, dextrinas Maltosa, isomaltosa Maltasa, isomaltasa Intestino delgado Maltosa, isomaltosa Glucosa Lactasa Intestino delgado Lactosa Glucosa, galactosa Sucrasa Intestino delgado Sucrosa Glucosa, fructosa Oligosacáridos monosacáridos Oligoglucosidasa Intestino delgado SUBSTRATO PRODUCTO FINAL ENZIMA Cont……Enzimas amilolíticas ENZIMA COMENTARIOS Amilasa salival Ausente en rumiantes. De menor importancia en otros animales Amilasa pancreática Poco en rumiantes Maltasa, isomaltasa Poco en rumiantes Lactasa De importancia en animales jóvenes Sucrasa Ausente en rumiantes Oligoglucosidasa monosacáridos Enzimas lipolíticas ENZIMA ORIGEN Lipasa pancreática Páncreas Lipasa intestinal Intestino delgado Lecitinasa Páncreas, intestino delgado SUBSTRATO PRODUCTO FINAL Triglicéridos Monoglicérido s+ 2 Ac. Grasos Triglicéridos Glicerol + 3 Ac. Grasos Lecitina Lisolecitina, Ac. grasos Cont…..Enzimas lipolíticas ENZIMA Lipasa salival COMENTARIOS De poca importancia en los animales jóvenes Enzimas proteolíticas ENZIMA ORIGEN SUBSTRATO PRODUCTO FINAL Pepsina Jugo gástrico Proteínas naturales Proteosas, peptonas, polipéptidos Renina Abomaso Forma el cuajo Caseinato de Calcio Páncreas Proteínas naturales o prod. de la digestión de la pepsina o renina Páncreas Proteínas naturales o prod. de la digestión de la pepsina o renina Péptidos con un amino ácido aromático terminal Páncreas Proteínas naturales o prod. de la digestión de la pepsina o renina Péptidos con un amonoácido alifático terminal Tripsina Quimotripsina Elastasa Péptidos con arginina o lisina en grupo peptídico terminal Cont……….Enzimas proteolíticas ENZIMA Renina COMENTARIOS Coagula la leche. Hidroliza la proteína natural o intacta a bajo pH. De importancia en mamíferos jóvenes Enzimas proteolíticas ENZIMA Carboxipeptidasa A Carboxipeptidasa B Aminopeptidasa Dipeptidasa Nucleasa (varios tipos) Nucleotidasa ORIGEN SUBSTRATO PRODUCTO FINAL Páncreas Péptidos con A.A. aromáticos o alifáticos Péptidos pequeños, A. A. neutros y ácidos Páncreas Intestino delgado Intestino delgado Páncreas, Intestino delgado Intestino delgado Péptidos con arginina o lisina terminal A. A. básicos Péptidos Amino ácidos Dipéptidos Amino ácidos Ácidos nucleicos Nucleótidos Nucleótidos Purinas y pirimidinas, ácido fosfórico, pentosas Hormonas asociadas al funcionamiento intestinal Hormona Secretina Colecistoquinina (CCK) Somatostatina Polipéptido pancreático Péptido basoactivo intestinal Origen Mucosa duodenal Mecanismo de liberación Acidificación del duodeno, peptonas en el duodeno Función Estimula el volumen y cantidad de bicarbonato secretado por el páncreas Mucosa duodenal, cerebro A. G. de cadena larga, amino ácidos y peptonas Contracción de vesícula y páncreas. Estimula secreción de enzimas pancreáticas. induce la saciedad Antrum duodenal y duodeno, células nerviosas de TGI Estímulo del nervio vago, cambios en la composición del quimo Inhibe liberación de la gastrina, secretina y CCK, Páncreas Estímulo nervioso, entrada de alimento a duodeno. Hipoglicemia. Muchos tejidos Estímulo neural, ejercicio prolongado, ayuno Estimula la secreción pancreática Composición promedio del colostro y la leche de transición postparto Calostro Componente 1ero 2do 3ero Leche normal Sólidos totales (%) 24 14.1 13.6 12.9 Grasa (%) 6.7 3.9 4.4 4.0 Proteína (%) 14 5.1 4.1 3.1 Lactosa (%) 2.7 4.4 4.7 5.0 Vitamima A (ug/dl) 295 113 74 34 Immunoglobulinas 6.0 1.0 0.1 (%) 2.4 Los bovinos son únicos entre las especies animales, debido a que las inmunoglobulinas maternas no pueden pasar la barrera placentaria. Cuándo suministrar el calostro La eficiencia de absorción decrece con el tiempo Por lo general es cero a las 24-30 horas Otras proteínas de alto peso molecular ingeridas interfieren con la ingestión de las inmunoglobulinas absorbidas. Tres pasos para la absorción de las Ig del calostro Ingestión rápida del calostro Digestión rápida del colostro Absorción de las moléculas Ig También IgA, IgE, etc. Coagulación de la leche Coagulación ocurre en 3-6 min Lactosa Suero Cuajo Proteína (Ig) Minerales Proteína (caseína) Lípidos 85% - 6 h de aliment. duodeno Hormonas asociadas al funcionamiento gástrico Hormona Gástrica Polipéptido inhibidor gástrico Origen Mecanismo de liberación Función Antrum pilórico (estómago o abomaso) Estimilación de nervio vago (presencia de alimento en estómago o distensión del estómago) Estimula secreción ácida de glándulas gástricas Antrum gástrico, duodeno, yeyuno Presencia de grasas y ácidos grasos y bilis en el duodeno Inhibe la secreción y motilidad gástrica