NUTRICIÓN ANIMAL Nutrición Animal Introducción Metabolismo Respasamos. Digestión,Absorción Metabolismo: Carbohidratos 2011 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 CHO en alimento Rumiante Rumen : AGV Inyestino delgado: Monosacáridos Intestino delgado: Metabolismo en monogástricos I.G: AGV I.G: AGV Absorción: circulación porta hepática Monosacáridos absorbidos sangre o Ribosa NADPH Vía de las Pentosas celular Vía ciclo ác.urónico Glucógeno ác. ascórbico o Fructosa o Galactosa Metabolismo anaeróbico Músculo esquelético : Cuantitativamente principal carbohidrato absorbido en monogástricos. Lipogénesis Acetil-CoA AA 2H ADP O 2 Acidos grasos CO 2 Ciclo ATC FADH2 2e- Cadena de transporte de electrones ATP H 2 O 1
Destino de los esqueletos carbonados de los aminoácidos Gli Ala Ciste Trp Ser Iso Tre Tir Fen Trp Aspn Asp Tir Fen Iso Val Met Tre Oxaloacetato Fumarato glucolisis Acetil CoA FADH 2 Succinil CoA Propioinil CoA Cítrato α- cetoglutarato Ácidos Grasos Cuerpos cetónicos Acetoacetil CoA Glu glucogénicos cetogénicos: Leu, Lis Leu Lis Gln His Pro Arg glucogénicos/cetogénicos : Iso, Fen, Tre, Trp,Tir Ribosa NADPH sangre celular Metabolismo anaeróbico Músculo esquelético Acidos grasos Vía de las Pentosas Lipogénesis CO 2 Acetil-CoA Ciclo ATC Vía ciclo ác.urónico AA 2H FADH2 Glucógeno ADP Cadena de transporte de electrones ATP ác. ascórbico H 2 O O 2 Síntesis de Lípidos participa en la síntesis de lípidos suministrando - Cadenas carbonadas ácidos grasos ( de novo síntesis) - NADPH 2 para la de novo síntesis - 3-P para la esterificación de los AG triglicérido Metabolismo de glucógeno Glicolisis CK Catabolismo de glicerol Cpos Cetónicos Síntesis Oxidación Síntesis de lactato Ciclo 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 1.Catabolismo. 2. Anabolismo Resumiendo a) Oxidación completa ( CO 2 y H 2 O) b) Conversión a lactato: Vía glicolisis c) Ciclo de las pentosas : pentosas coenzimas reducidas (NADPH H) a) Síntesis de Glucógeno b) Síntesis de Lípidos (, AG) c) AA (Transaminación) d) Síntesis de Vitamina C Reserva de glucosa Glucógeno sangre celular Metabolismo anaeróbico Músculo esquelético Cuerpos cetónicos Riñón CO 2 Acetil-CoA Ciclo ATC Riñón AA 2H FADH2 2e- 2e- ADP Cadena de transporte de electrones ATP H 2 O O 2 2
Catabolismo de la glucosa. : CICLO DE CORI Rendimiento energético de su oxidación S A N G Glicolisis TCA: 1 mol glucosa 6P --> 38 ATP 1 mol ATP --> 8 Kcal 1 mol glucosa --> 304 Kcal Calorimetría: 1 mol glucosa --> 686 Kcal R E Eficiencia: 304 * 100 = 44 % 686 HÍGADO MÚSCULO Efficiencia de captura de energía como ATP es ~ 44%, el resto de la energía es perdida como CALOR. GLUCONEOGÉNESIS NESIS Se produce principalmente en el hígado, también en músculo esquelético y los riñones Monogástricos: la tasa de generación de glucosa por esta vía metabólica varía inversamente a la tasa de absorción de glucosa Precursores: - AA glucogénicos (TGI, músculo) - Ac.láctico (TGI, Ciclo de Cori) La síntesis y la degradación de glucosa ocurren en todo momento. Las tasas relativas de síntesis y degradación cambian y están reguladas. - (movilización de lípidos) Estado: Animal alimentado - Proveer Energía (Tej glucosa dependientes Almacenaje como glucogeno Músculo esquelético Almacenaje como lipidos Tejido adiposo Energía Estado: Animal ayunado Catabolizada para proveer energía Tejidos : Requerimientos obligados de glucosa Sistema Nervioso: cerebro y células nerviosas Su principal fuente de ATP proviene de la oxidación de la glucosa excepto durante ayunos extremos (oxidación de c.cetónicos) Glóbulos rojos La producción de ATP proviene de la glucólisis, se oxida glucosa a lactato (no poseen mitocondrias) y lactato retorna al hígado para Gluconeogenesis Tracto reproductivo /glándula mamaria requerida por el feto y para la formación de lactosa 3
Resumiendo Tejido Destino metabólico principal Cerebro Glóbulos rojos Testículos TGI Músc.esquelético Tejido Adiposo Glándula mamaria Prod. Concepción CO 2 H 2 O Ác. Láctico CO 2 H 2 O CO 2 H 2 O Glucógeno,Triacilgliceroles,CO2H2O CO 2 H 2 O, Ác.láctico,Glucógeno Triacilgliceroles CO 2 H 2 O, lactosa CO 2 H 2 O Metabolismo en rumiantes AGV : ABSORCIÓN Líquido Ruminal Pared Ruminal Sangre Porta C2 70 20 (30%) 50 (70%) C3 20 10 (50%) 10 (50%) C4 10 9 (90%) 4 (40 % βohc 4 ) 1 (10% C 4 ) AGV : ABSORCIÓN Rumen Sangre Sangre Porta Periférica C2 70 50 C2 C3 20 10 glucosa glucosa CO2 H2O C3 lactato lactato C4 10 4 β hidroxi C4 1 C4 AGV : Metabolismo Acido Acético (C2) ------ Acetil CoA Ácidos grasos Oxaloacetato--> C. de Krebs--> CO 2 H 2 O Acido Butírico (C4) Cuerpos Cetónicos Acetil CoA ----> Idem Ac. Acético Metabolismo : C2 Tejido Destino metabólico principal Músculo esquelético CO 2 H 2 O TGI CO 2 H 2 O Corazón CO2 H2O Riñones CO2 H2O Tejido adiposo Ác. Grasos Glándula mamaria Ác. Grasos 4
Acido Propiónico (C3) Metabolismo : C3 Propionil CoA Metil Malonil CoA Succinil CoA Succínico Oxaloacetato AG No. impar C AG ramificados Distintos Cetoácidos --> Aminoácidos (Ciclo de Krebs) Malonil Coa --------- AG () Acetil CoA ----- Energía Tejido Destino metabólico principal TGI CO2 H2O, Ac. Láctico Aminoácidos Tejido Adiposo Ác. Grasos Glándula mamaria Ác.Grasos Particularidades de los Rumiantes: Requerimientos de glucosa 1. Sistema nervioso Fuente de energía y de carbono 2. Síntesis de TAG NADPH 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-hungtinton 1997) - Baja actividad glucokinasa en el hígado, no adaptado para captar G - Síntesis de TAG: : no es usada en la síntesis de Ac. Grasos Particularidades de los Rumiantes: 1. Ahorro NADPH 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 Porqué la glucosa no es fuente de C para la síntesis de ácidos grasos en rumiantes? Particularidades de los Rumiantes: 1. Ahorro - Baja actividad glucokinasa en el hígado, no adaptado para captar G) Enzimas limitantes Bauman Citrato liasa Malato deshidrogenasa Baldwin kinasa deshidrogenasa X X - Síntesis de TAG: : no es usada en la síntesis de Ac. Grasos Acetato NADPH 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 5
Particularidades de los Rumiantes: Menor fluctuación debido a: 2. Precursores Consumen en un régimen más continuo que los monogástricos Continua producción de AGV Continua gluconeogenesis - Propionato - : 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 gluconeogénesis depende del nivel de alimentación. En el rumiante la enzimas NG 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: Estimulan NG: glucagón, GH, glucocorticoides, catecolaminas Importancia de la neoglucogénesis.ejemplo Insulina: frena la NG hepática, NG propionato dependiente: no afectada por la insulina, privilegiándose así la utilización de este sustrato cuando la insulinemia es alta (postprandial). Ejemplo Algunos resultados: Control metabólico de la producción de calostro en ovejas. Banchero y Quintans 2004 Hipótesis: suplementación con grano de maíz partido durante la última semana de preñez incrementará la síntesis de lactosa y consecuentemente la producción de calostro Materiales y métodos: - 30 ovejas preñadas con únicos U - 30 ovejas preñadas con mellizos M Control: U - consumían dieta basal 1 Kg de heno alfalfa/día M- consumían dieta basal 1.4 Kg de heno alfalfa/día Suplementadas: 14 días antes del parto se les ofreció maíz partido cantidades graduales: 0.2, 0.3,.0.7 kg/día y 7 días antes 0.75 kg/d 6
Incremento del calostro acumulado al nacer y su síntesis a las 10 h siguientes Mayor glucosa en sangre Mayor entrada de glucosa a mama > propionato? > almidón en ID? Teorías: -Mayor neoformada por > precursores - La absorción de G ID se destina a cubrir necesidades de tejidos viscerales- se ahorra G neoformada glándula mamaria Insulina > en animales suplementados Glucagón? Alta I/G? FIN!!! Preguntas? Comentarios? 7