OBJETIVOS CONTENIDOS PRINCIPIOS DE NUTRICION Y ALIMENTACION ANIMAL MODULAR REQUERIMIENTOS DE ENERGIA. Bioenergética

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1 Medio Ambiente PRINCIPIOS DE NUTRICION Y ALIMENTACION ANIMAL MODULAR REQUERIMIENTOS DE ENERGIA REQUERIMIENTOS CONSUMO APORTES REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES OBJETIVOS CONTENIDOS Bioenergética Estudio de los cambios energéticos (transferencia y utilización de la energía) que acompanan las reacciones químicas en los organismos vivos. Estudio del aporte energético de los alimentos y de los requerimientos de energia de los animales Energía: capacidad de realizar un trabajo Formas de energía: Química: usada para realizar los trabajos celulares Eléctrica y mecánica: usada para los trabajos fisiológicos Térmica: usada para mantenimiento de temperatura corporal Unidades Recomendación (concentración en la dieta) Ejemplo: recomendación de Energia para una gallina ponedora = 2900 kcal EM/kg alimento Requerimiento (unidades diarias) El Requerimiento de Energia de un caballo es de 13,4 Mcal /dia. 1

2 Tipos de Requerimientos Requerimientos de Mantenimiento Metabolismo basal Termoregulaciñon Actividad voluntaria Renovación de tejidos Etc. Requerimientos de Producción Engorde Gestación Trabajo Etc. Tablas de requerimientos Elaboradas por el NRC, el INRA, el FEDNA. Tablas AAFCO (recomendaciones) Cada sistema calcula los requerimientos mediante diferentes metodologías e hipótesis. Por lo tanto no necesariamente las tablas coinciden en los requerimientos para una determinada especie en el mismo estado productivo Requerimientos Energéticos Es el primer factor limitante de la produccion, condiciona: El nivel de ingestion El nivel de produccion El indice de conversion Unidades Caloría : calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5 a 15, 5 gc a 1 atm de presión. Joule: energía necesaria para desplazar una masa de 1 kg una distancia de un metro con una aceleración de un metro/segundo. Unidades Calorias (cal) joule (4,18 joule = 1 cal) Kilocalorias (Kcal) Megacalorias (Mcal) Requerimiento Mcal/dia Recomendacion Mcal/kg MS Unidades Energía Bruta (EB) Energía Digestible (ED) Energía Metabolizable (EM) Energía Neta mantenimiento Energía Neta produccion Lactancia Engorde Gestación Postura huevos Etc. 2

3 Utilización de la energía Energía Bruta (EB) Energía Digestible (ED) Energía Neta (EN) Energía fecal Dietaria Metabólica Producción de gases en digestión Energía urinaria Dietaria Metabólica Energía Metabolizable (EM) Energía Neta mantenimiento (K m ) Incremento calórico Energía Neta producción (K p ) Trabajo digestivo Calor de fermentación Calor de utilización de nutrientes Sistemas de Alimentación Cerdos: EM Aves: Emv - EMn Rumiantes: EM, EN y TND Vacas lecheras de alta producción: EN Equinos: ED Mascotas: EM (RER) Requerimientos energéticos Mantenimiento Gasto de metabolismo basal 35-40% funciones orgánicas básicas 35-45% metabolismo celular Mantenimiento temperatura corporal Realizar movimientos Producción Cantidad de producto Composición del producto Energía de mantenimiento Fracción de Energía Neta (EN) consumida destinada a mantener el equilibrio energético del animal Comprende: Metabolismo basal Termorregulacion Actividad voluntaria del animal ENm= MB + AVol + V. Temp Metabolismo Basal o requerimiento basal de energía Es el calor producido por un animal bajo las siguientes condiciones: Estado nutricional adecuado Temperatura ambiente de confort Reposo (recostado) Estado post-absortivo Incluye: funciones básicas y metabolismo celular. La energía empleada se disipa como calor, siendo en muchos casos utilizada para mantener la temperatura interna. Requerimientos energéticos de mantenimiento (50-60% del MB) 1) Costo energético de funciones básicas: 1) Renal % 2) Cardíaca % 3) Respiratoria % 4) Tejido nervioso % 5) Hepática % 6) Muscular % (Baldwin, 1980) 3

4 Requerimientos energéticos de mantenimiento (40-50 % del MB) 2) Costo energético del metabolismo celular Resíntesis de proteínas % Resíntesis de lípidos % Transporte iónico Bomba Na/K % Bomba Ca % Requerimientos energéticos de mantenimiento La energía para cubrir los gastos de mantenimiento se consume produciendo calor que se elimina al exterior. Las técnicas para medir el requerimiento de mantenimiento se basan en calorimetria directa o indirecta. (Baldwin, 1980) Requerimiento de mantenimiento Calorimetría directa Midiendo el calor producido en estado de ayuno, reposo y ambiente termoneutro.(mb) Requerimiento de mantenimiento Calorimetría indirecta Midiendo el consumo de oxígeno y la eliminación de CO2 Cociente Respiratorio= Vol CO2 producido / Vol O2 consumido Valor Calórico del Oxígeno Peso Metabólico RELACION % VICERAS / PESO VIVO La producción de calor está relacionada con los tejidos metabólicamente activos, más que con el peso corporal 4

5 Requerimientos de EN mantenimiento Actividad metabólica de distintos tejidos animales. % del peso corporal % de O 2 Hígado Riñón - Corazón 5 60 Esqueleto Músculo Resto del cuerpo (1) NRC PM= PV 0,75 NRC PM = PV 0,88 Bovinos Caninos AAFCO PM = PV 0,67 Caninos El coeficiente es variable para las especies pero se utiliza en general para unificar las especies la potencia 0,75. (1) Oxígeno consumido por cada territorio Cálculo del Metabolismo Basal MB (kcal/dia) = a x b (n) a =Calor producido en ayuno por kg de PM b = Peso vivo del animal en kg n = Potencia que correlaciona tejido con mayor tasa metabolica. Calor producido en ayuno Bovinos = 72 a 85 kcal x kg PM Aves = 78 a 129 kcal x kg PM Animales poiquilotermos = 32 kcal x kgpm Para el curso: MB = 77 kcal x PV 0,75 ACTIVIDAD VOLUNTARIA 2. Actividad Voluntaria Su valor depende del movimiento de los animales para proveerse de los alimentos 5

6 Factores que la afectan Características del terreno Pendiente Presencia de barro nieve Disponibilidad de forraje Edad joven adulto Estado libre o estabulado ENm: Actividad voluntaria, gasto energético relativo al MB Situación : Aumento en referencia al MB Metabolismo Basal : 100 Potrero pequeño : % Alta disponibilidad de forraje : % Baja disponibilidad de forraje : % ACTIVIDAD VOLUNTARIA ACTIVIDAD VOLUNTARIA En Animales en Pastoreo % del M.B. En Animales Estabulados 10 % del M.B. Variación de Temperatura 3.Variación de Temperatura ( T ) Req. Energético ZONA de TERMO NEUTRALIDAD Temperatura Crítica º C Temperatura Crítica Superior C.Fiora 6

7 ZONA DE TERMONEUTRALIDAD ESPECIE CANINOS AVES BOVINOS TEMPERATURA AMBIENTE ( º C ) Requerimiento de mantenimiento En la práctica : ENm = MB + Actividad Voluntaria + Coef de Variación de Temperatura MB = PV 0,75 * 77 kcal Variación de temperatura = 0 PORCINOS ENm = MB + Actividad Voluntaria Requerimientos energéticos de producción La energía de los nutrientes no utilizados para el mantenimiento se almacenan en forma de compuestos químicos. La energía de producción es la energía contenida en la producción animal (carne, leche, huevo, etc.) El cálculo se basa en determinar la energía retenida en el producto. Requerimientos de produccion Medición : con la Bomba Calorimétrica Por la combustión del producto se determina la energía retenida en el mismo. Cálculo : por la composición química del producto Hidratos de carbono 4,2 kcal/kg (4 a 4,5) Proteína 5,6 kcal/ kg (5,4 a 5,7) Lípidos 9,4 kcal/kg (9,2 a 9,5) Agua, Vitaminas y Minerales no aportan energía Energía Neta de Producción Requerimientos de producción Crecimiento Engorde Lactación Lana y pelo Reproducción Trabajo Fórmulas o tablas EN producto = cantidad de Producto (g.) x concentración de energía en el producto (kcal/g.) 7

8 Requerimiento para la producción de leche ENp depende de la composición de la leche La leche contiene cantidades variables de agua, proteína, grasa, hidratos de carbono y cenizas. Ejemplo: Energía NETA retenida en 1 litro de leche con la siguiente composición: Cálculos: Proteína: 3,5 % Grasa butirosa: 3,7% Azúcares de leche: 4.9% Cenizas: 0.7% 4,9% x 4.2 kcal./g = kcal 3,5 % x 5.6 kcal./g = kcal 3,7% x 9.4 kcal./g = kcal Cálculo de la EN (EB de la leche): = Kcal/100 g= kcal/kg Comparar con tablas. Requerimiento para crecimiento y ganancia de peso Cantidades variables de agua, proteína, grasa y cenizas en la composición de la ganancia. La energía retenida en la ganancia de peso depende de: Edad (jóvenes +proteína - adulto + grasa) Sexo (hembras + grasa) Biotipo (precoz engrasa mas rápido) Magnitud de la ganacia de peso ( + grasa ) Uso de anabólicos Costo de la ganancia de peso Tejido magro = 20 30% de Proteína Tejido Adiposo = 80 95% de Grasa Requerimientos de EM Eficiencia de Utilización de la Energía Metabolizable (k) vs. Q 1. Composición de la dieta. 2. Destino de la energía de la dieta. Calor EM EN k Composición de alimento Destino de la energía Especie animal Eficiencia de utilización de la Energía Metabolizable (k) Metabolicidad (Q%) Mantenimiento Lactación Engorde Gestación 8

9 Eficiencia de utilización de la EM para la síntesis de proteína y grasa Requerimientos de EM Síntesis proteína k = 0,45 Calor EM k Composición de alimento Destino de la energía Especie animal Síntesis grasa k = 0,7 EN PRODUCCION TOTAL DE CALOR Producción total de calor I.C.m. *ENm Metabolismo Basal Actividad Voluntaria EM Km Kp ENm Variación de Temperatura ENp * IC Trabajo Digestivo Calor de Fermentación I.C.p. Acción Dinámico Específica PTC (en ayuno) = ENm *ENP (trabajo) PTC (en mantenimiento) = ENm + I.C.m = EM PTC (en producción) = ENm + I.C.m. + I.C.p. +ENt REQUERIMIENTOS DE ENERGÍA EB ED EM ke kl km AVES REQUERIMIENTO EMv La EM no corresponde a un valor constante característico de la dieta o del ingrediente, sino que corresponde a una medida biológica propia del animal y depende de todos los factores que intervienen en la digestión y asimilación de nutrientes (Francesch, 2001). ENe ENm ENl 9

10 ENERGIA METABOLIZABLE (EM) Siendo que existen diversos métodos que permiten determinar el contenido energético de los alimentos, en aves, prácticamente no se calcula la ED, sino más bien la medida más utilizada para expresar aquel contenido energético corresponde a la EM, esto debido a que excretan orina y heces por el mismo orificio, la cloaca. (Francesch, -Pérdidas de E en orina: (Compuestos nitrogenados) Compuesto % del N total Urea Creatinina 3-4 NH Ác.Úrico 1-2 AA 1-2 ENERGIA METABOLIZABLE (EM) MASCOTAS - RER Corrección por balance de N mamíferos: 7.45 kcal/g de N Aves: 8.22 kcal/g de N Balance negativo: se adiciona positivo: se resta REQUERIMIETO DE ENERGIA EN REPOSO Cantidad de kilocalorías necesarias para el mantenimiento de un animal que está en jaula en reposo. RER = Peso corporal x Requerimiento Energetico en Reposo (RER) El RER se multiplicará por diferentes factores según la condición fisiológica en que se encuentre el animal. FACTORES: Cachorros hasta 3 meses: RER x 2.5 en razas grandes 3 en razas pequeñas Cachorros entre 3 y 12 meses = RER x 2 (hasta 2.5) Adultos de razas grandes = RER x 1.6 Adultos de razas pequeñas = RER x 1.8 Gestación = RER x 2.5 (durante el último tercio de la gestación) Lactancia = RER x 4 a 8 (según camada y días de lactacia). 10