NUTRICIÓN ANIMAL Metabolismo: Carbohidratos 2012 Nutrición Animal Introducción Metabolismo Repasamos. Digestión,Absorción Metabolismo en monogástricos : Vías metabólicas Destinos de la glucosa Metabolismo en rumiantes destinos de los AGV absorbidos particularidades: metabolismo de la glucosa gluconeogénesis Montevideo - Uruguay Ing. Agr. María de Jesús Marichal Repasamos Digestión y absorción No-rumiante CO en alimento Rumiante Intestino delgado: Monosacáridos Rumen : AGV Intestino delgado: Metabolismo en monogástricos I.G: AGV I.G: AGV Absorción: circulación porta hepática Monosacáridos absorbidos sangre o o Fructosa o Galactosa celular Glicolisis : Cuantitativamente principal carbohidrato absorbido en monogástricos. 2 C 1
Catabolismo de la glucosa. Rendimiento energético de su oxidación Metabolismo de aminoácidos sangre Glucolisis TCA: 1 mol glucosa 6P --> 38 1 mol --> 8 Kcal 1 mol glucosa --> 304 Kcal Calorimetría: 1 mol glucosa --> 686 Kcal Eficiencia: 304 * 100 = 44 % 686 celular Glicolisis Efficiencia de captura de energía como es ~ 44%, el resto de la energía es perdida como CALOR. C 2 Metabolismo de aminoácidos Metabolismmo de lípidos Gli Ala Ciste Trp Ser Iso Tre Tir Fen Trp Aspn Asp Tir Fen Iso Val Met Tre Oxaloacetato Fumarato glucolisis Acetil CoA FAD 2 Succinil CoA Propioinil CoA Cítrato α- cetoglutarato Ácidos Grasos Cuerpos cetónicos Acetoacetil CoA Glu glucogénicos cetogénicos: Leu, Lis Leu Lis Gln is Pro Arg glucogénicos/cetogénicos : Iso, Fen, Tre, Trp,Tir participa en la síntesis de lípidos suministrando - Acetil CoA ácidos grasos ( de novo síntesis) - N 2 para la de novo síntesis - 3-P para la esterificación de los AG triglicéridos Metabolismo de los lípidos sangre sangre Vía de las Pentosas Ribosa N celular Vía de las Pentosas Ribosa N Vía ciclo ác.urónico ác. ascórbico celular Glucógeno Acidos grasos 2 Glucolisis Músculo esquelético Metabolismo anaeróbico Pir Glu Lactato Pir -> AcCoA ACT Corazon Acidos grasos Lipogénesis 2 C C 2
1.Catabolismo. 2. Anabolismo Resumiendo a) Oxidación completa ( C y ) b) Conversión a lactato: Vía glicolisis c) de las pentosas : pentosas coenzimas reducidas (N ) a) Síntesis de Glucógeno b) Síntesis de Lípidos (, AG) c) (Transaminación) d) Síntesis de Vitamina C Metabolismo de glucógeno Glicolisis CK Catabolismo de glicerol Cpos Cetónicos Síntesis Oxidación Síntesis de lactato de las pentosas Producción de glicerol Síntesis de AG Oxidación de AG Las vías metabólicas: Ocurren todas en todas las células? (Aves) Musc Esq Cerebro Riñón Adipocito (R Y C) Glóbulos rojos GLUCONEOGÉNESIS NESIS : Precursores sangre Se produce principalmente en el hígado, también en músculo esquelético y los riñones Glucolisis celular Riñón Monogástricos: Lactato la tasa de generación de glucosa por esta vía metabólica varía inversamente a la tasa de absorción de glucosa C 2 La síntesis y la degradación de glucosa ocurren en todo momento. Glucolisis Estado: Animal alimentado - Glucolisis- Proveer Energía Almacenaje como glucógeno Músculo esquelético Almacenaje como lipidos Tejido adiposo Energía Las tasas relativas de síntesis y degradación cambian y están reguladas. Estado: Animal ayunado Catabolizada para proveer energía 3
Tejidos: Requerimientos obligados de glucosa Tejido Resumiendo Destino metabólico principal Sistema Nervioso: cerebro y células nerviosas Su principal fuentede provienede la oxidaciónde la glucosa excepto durante ayunos extremos(oxidación de c.cetónicos) Glóbulos rojos La producciónde provienede la glucólisis, se oxidaglucosaa lactato(no poseenmitocondrias) y lactato retorna al hígado para Gluconeogenesis Tracto reproductivo/glándula mamaria requeridaporel fetoy parala formaciónde lactosa Cerebro C Glóbulos rojos Ác. Láctico Testículos C TGI C Glucógeno,Triacilgliceroles,CO22O Músc.esquelético C, Ác.láctico,Glucógeno Tejido Adiposo Triacilgliceroles Glándula mamaria C, lactosa Prod. Concepción C AGV : ABSORCIÓN Líquido Ruminal Pared Ruminal Sangre Porta Metabolismo en rumiantes C2 70 20 (30%) 50 (70%) C3 20 10 (50%) 10 (50%) C4 10 9 (90%) 1 (10% C 4 ) AGV : ABSORCIÓN Metabolismo de los AGV Rumen Sangre Sangre Porta Periférica C2 70 50 C2 C3 20 10 glucosa CO22O glucosa C3 lactato lactato Ácidos grasos Butírico Acético 2 C Cuerpos cetónicos C4 10 9 β hidroxi C4 1 C4 2 4
Metabolismo : C2 Tejido Destino metabólico principal Músculo esquelético C TGI C Corazón CO2 2O Riñones CO2 2O Tejido adiposo Ác. Grasos Glándula mamaria Ác. Grasos Impar Ácidos grasos Ramificado Propionil CoA Propiónico Malonil CoA Metil-Malonil CoA Metabolismo de los AGV Succinil CoA Butírico Acético 2 C 2 Cuerpos cetónicos Metabolismo : C3 Particularidadesde los Rumiantes: Requerimientos de glucosa Tejido TGI Tejido Adiposo Glándula mamaria Destino metabólico principal CO2 2O, Ac. Láctico Aminoácidos Ác. Grasos Ác.Grasos 1. Sistema nervioso Fuente de energía y de carbono 2. Síntesis de TAG N 3. Tejidos viscerales 4. Preñez Requerimientos fetales de energía 5. Lactación Azúcar de la leche: lactosa Requerimientos : Rumiantes similares Monogástricos, PERO: absorbida ---->menor (hasta 25% de la G requerida puede provenir de absorción intestinal-ungtinton 1997) - no adaptado para captar Glu (Baja actividad glucokinasa) -Síntesisde TAG: : no esusadaen la síntesisde Ac. Grasos Porqué? Particularidades de los Rumiantes: 1. Ahorro N Acetato AG Acetil Coa A Energía Baja concentración de G en sangre (45-65 mg/dl) y menor fluctuación diaria - Bajas concentraciones de G en los eritrocitos Enzimas limitantes Bauman Citrato liasa Malato deshidrogenasa Baldwin kinasa deshidrogenasa X X 5
Particularidades de los Rumiantes: 1. Ahorro - Baja actividad glucokinasa en el hígado, no adaptado para captar G) Menor fluctuación debido a: -Síntesisde TAG: : no esusadaen la síntesisde Ac. Grasos N Consumenen un régimenmáscontinuo que los monogástricos Continua producción de AGV - Bajas concentraciones de G en los eritrocitos -Baja concentraciónde G en sangre (45-65 mg/dl) y menor fluctuación diaria Continua gluconeogenesis Particularidades de los Rumiantes: Particularidades de los Rumiantes: sangre 2. 2. Precursores celular Riñón Lactato Lipolisis Succinil CoA -<- Propiónico Rumen (Alto grano) Meta.C3 en pared ruminal - Propionato - Lactato: Rumen (granos de cereales elevados) Metabolismo de C3 en pared ruminal - Aminoácidos: alanina y glutamina (alimento y metabolismo) (= monogástricos) - : proveniente de la lipólisis que ocurre en el adipocito, es vertido a la sangre y captado por el hígado (= monogástricos) Regulación de la gluconeogénesis La intensidad de la gluconeogénesisdepende del nivel de alimentación. En el rumiante la enzimas GN están siempre muy activas en el animal alimentado. Reflejo de los hábitos alimenticios, no tienen que hacer frente a elevaciones bruscas de glucosa Regulación hormonal: Qué ocurre en los períodos de déficit energético? Ejemplo típico: período de transición periparto-en la vaca lechera. Altos requerimientos del feto y altos requerimientos para producción de calostro Estimulan GN: glucagón, G, glucocorticoides, catecolaminas Insulina: frena la GN hepática, GN propionato dependiente: no afectada por la insulina, privilegiándose asíla utilización de este sustrato cuando la insulinemiaes alta (postprandial). 6
Demanda de glucosa vsaporte de glucosa en vaca lechera Inicio de lactación Poco precursores de glucosa Aumenta oxidación de AG Falta de intermediarios de TCA Se acumula acetil-coa Aumenta producción y exportación de cpos cetónicos Aumentando en la dietas granos de cereales. C3 suministra intermediarios de TCA favorece oxidación de acetil CoA Overton 1998 & Douglas 1998 Principal adaptación de los rumiantes ante la demanda repentina de incrementos en las necesidades de glucosa: ipótesis Incremento en el uso de aminoácidos para síntesis de G en el hígado Además de la movilización de tejido adiposo en la lactación temprana, vacas lecheras movilizarían proteína por degradación del músculo esquelético Implicancias prácticas: necesidades de proteína en la dieta en el período de transición. FIN!!! Preguntas? Comentarios? 7