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