Tracto Gastrointestinal Un enfoque nutricional

Tracto Gastrointestinal
Un enfoque nutricional
I Parte
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
Formas de tomar el alimento:
Picos, bocas y trompas
Dr. Kirk Klasing
Dr. Kirk Klasing
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. Fuente de enzimas: amilolíticas: amilasa
lipolíticas: lipasa
-Sabor:
Sabores básicos: dulce, salado, agrio y
amargo
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
Inhibe la secreción
grasas y ácidos
y motilidad
grasos y bilis
gástrica
en el duodeno
Enzimas amilolíticas
ENZIMA
ORIGEN
SUBSTRATO
Amilasa
pancreática
Páncreas
Almidón,
dextrinas
Maltasa,
isomaltasa
Intestino delgado
Maltosa,
isomaltosa
Lactasa
Intestino delgado
Lactosa
Sucrasa
Intestino delgado
Sucrosa
Oligoglucosidasa
Intestino delgado
Oligosacáridos
Carbohidratos
Estructurales o fibrosos
• Celulosa
• Hemicelulosa
No fibrosos
• Amilosa
• Lactosa
• Amilopeptina
• Maltosa
• Sacarosa
• Glucosa
• Galactosa
• Pectina
Enzimas amilolíticas
ENZIMA
ORIGEN
SUBSTRATO
PRODUCTO
FINAL
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
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
Esquema de la digestión y
absorción de carbohidratos
Enzimas lipolíticas
SUBSTRATO
PRODUCTO
FINAL
Páncreas
Triglicéridos
Monoglicéridos
+ 2 Ac.
Grasos
Lipasa intestinal
Intestino
delgado
Triglicéridos
Glicerol + 3 Ac.
Grasos
Lecitinasa
Páncreas,
intestino
delgado
Lecitina
Lisolecitina, Ac.
grasos
ENZIMA
Lipasa
pancreática
ORIGEN
Cont…..Enzimas lipolíticas
ENZIMA
COMENTARIOS
Lipasa salival
De poca importancia en los
animales jóvenes
Principales grasas en alimentos
o Grasas neutras
o Acidos grasos
o Colesterol
o Fosfolípidos
Diagrama esquemático de la
absorción de triglicéridos
Factores que afectan la digestibilidad
de las grasas
• Tamaño de la cadena
• Grado de saturación
• Proporciones de las grasas
Porcentaje de absorción de ácidos grasos, mono y
triglicéridos y grasas ácidas en el tracto gastrointestinal de
un animal monogástrico
% de absorción
Acidos grasos libres
Laurico
65
Mirístico
25 – 29
Palmítico
2 - 12
Esteárico
<4
Oleico
88 – 94
Linoleico
91 - 95
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
Péptidos con arginina
o lisina en grupo
péptidico
terminal
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
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
Péptidos con arginina
o lisina terminal
A. A. básicos
Intestino delgado
Péptidos
Amino ácidos
Dipéptidos
Amino ácidos
Ácidos nucleicos
Nucleótidos
Nucleótidos
Purinas y pirimidinas,
ácido fosfórico,
pentosas
Intestino delgado
Páncreas, Intestino
delgado
Intestino delgado
Factores que afectan la
digestibilidad de la proteína
- Edad del animal
- Presencia de factores
antitrípsicos y antiquimotrípsicos
- Alternaciones por calor.
Reacciones de Maillard
Reacción de Maillard
Prot
Prot
Prot
HNH
NH
NH
+
HC=O
HCOH
(H C O H)2
∆
(H C O H)4
H
(C O H)4
H
Glucosa
C H2
Reordenamiento
de
Amadori
C=O
(H C O H)4
H
Fructosil-lisina
Hormonas asociadas al funcionamiento intestinal
Hormona
Secretina
Colecistoquinina
(CCK)
Somatostatina
Polipéptido
pancreático
Péptido basoactivo
intestinal
Origen
Mucosa duodenal
Mucosa duodenal,
cerebro
Antrum duodenal y
duodeno, células
nerviosas del TGI
Mecanismo de liberación
Función
Acidificación del duodeno,
peptonas en el
duodeno
Estimula el volumen y
cantidad de
bicarbonato
secretado por el
páncreas
A. G. de cadena larga,
amino ácidos y
peptonas
Estímulo del nervio vago,
cambios en la
composición del
quimo
Páncreas
Estímulo nervioso, entrada
de alimento al
duodeno. .
Hipoglicemia.
Muchos tejidos
Estímulo neural, ejercicio
prolongado, ayuno
Contracción de la
vesícula y páncreas.
Estimula la
secreción de las
enzimas
pancreáticas. Puede
inducir la saciedad
Inhibe liberación de la
gastrina, secretina y
CCK,
Estimula la secreción
exocrina pancreática
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
Ejemplos de aparato simple
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
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
Capacidad de las diferentes partes del canal gastrointestinal
Animal
Parte del tracto
Capacidad
relativa (%)
Capacidad absoluta
promedio (l)
Caballo
Estómago
Intestino delgado
Ciego
Colon replegado
Colon flotante y recto
Total
8.5
30.2
15.9
38.4
7.0
100
17.96
63.82
33.54
81.25
14.77
211.34
Buey
Estómago
Intestino delgado
Ciego
Colon y recto
Total
70.8
18.5
2.8
7.9
100
252.5
66.0
9.9
28.0
356.4
Oveja y cabra
Rumen
Retículo
Omaso
Abomaso
Intestino delgado
Ciego
Colon y recto
Total
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
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
Duración
tránsito
Capacidad
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
180-220
46-62
Caballo
Los alimentos son retenidos en el tracto digestivo 36
horas en promedio.
La duración total del tránsito está en función de la
estructura del alimento, su composición química y nivel
de consumo.
Los forrajes largos y celulósicos permanecen más de
37 horas.
Los alimentos granulados permanecen entre
28-30 horas.
TGI del Conejo
Conejo
Tipo III
Rumiante o Aparato múltiple
Bovinos: Rumiante
Ovinos: Rumiante
Omaso
Rumen
Ciego
Caprinos: Rumiante
Intestino
delgado
Intestino
grueso
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
Alimento (1000)
Saliva (100)
Sangre (20)
Riñón
Proteína Nnp
(850) (270)
Rumen
Urea
Péptidos
Aminoácidos
Proteína
microbiana
(510)
(80)
NH3
Ácidos nucleicos
(140)
Hígado
(560)
Intestino
delgado
Aminoácidos
no esenciales
(300)
proteína
(40)
endógena
Aminoácidos
(750)
(110)
Intestino
grueso
Proteína
Endógena
N indigerible
aa
(microbios)
N metabólico
NH
3
N urinario
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
Máximo
0,3
9
Promedio
0,2
5
Flujo de saliva
Suplementación
En dieta
Por debajo de 30% de forraje se deprime el consumo de materia seca.
SE REQUIERE FIBRA PARA
MANTENER UN RUMEN SANO
Granos crudos y sin
digerir en la excreta
University of Florida
Granos enteros y sin
digerir en la excreta
University of Florida
Excreta pastosa con granos sin
University of Florida
digerir
Restos de mucina
University of Florida
Separación de la línea blanca y
erosión del talón
Dr. W. Weiss
Sole Hemorrhage
Dr. W. Weiss
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 (%)
52.9
4.5
2.0
7.5
20.4
2.3
10.4
100
Capacidad
absoluta
promedio (l)
23.4
2.0
0.9
3.3
9.0
1.0
4.6
44.2
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
Contracciones durante el proceso de rumia
en la oveja
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
Desplazamiento del abomaso e hipocalcemia
Daniel (1983) reportó una relación lineal entre la
concentración del Ca en Plasma y la tasa y fortaleza
de las contracciones del rumen y abomaso
Ca en
Plasma
Abomaso
Rumen
10.4 ± .84
7.0 + .9
4.8 ± 1
10.0 ± .9
5.2 ± .9
Fortaleza
Contr./min
31.7 ±13
2.26 ± .69
21 + 9
1.32 + .76
16.5 ± 1
.62 ± .80
14.7 ± 2.6 1.13 ± .31
8.9 ± 1.9
0.59 ± .17
5. Constante ingreso de sustrato y absorción de
nutrimentos y excreción de desechos
6. Medio anaeróbico
7. Medio con alta capacidad de reducción
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,
vicuña
Pre-estómagos separados
con 2 cámaras mayores
Ruminantia
Cervidae
Ciervos
Giraffidae
Jirafas
Bovidae
Pre-estómagos muy grandes
con 3 cámaras mayores
Diferentes mucosas gástricas
Tracto Gastrointestinal
Un enfoque nutricional
Jorge Ml. Sánchez
Centro de Inv. en Nutrición Animal
Escuela de Zootecnia
Universidad de Costa Rica
Desarrollo del tracto gastrointestinal del
bovino
Edad
Rumen
Retículo
Omaso
Abomaso
Nacimiento
25%
5%
10%
60%
3a4
meses
65%
5%
10%
30%
Adulto
80%
5%
7-8%
7-8%
Calostro:
- Primera secreción de la glándula mamaria
- Fuente de inmunoglobulinas
- Fuente rica en nutrimentos
Desarrollo Ruminal
Dr. J. Heinriks
Dr. J. Heinriks
Dr. J. Heinriks
Coagulación de la leche
Coagulación ocurre en 3-6 min
Lactosa
Suero
Proteína
(Ig)
Minerales
Proteína (caseína)
Cuajo
Lípidos
85% - 6 h de aliment.
duodeno
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
Digestión en el ternero
Leche
Forraje
Grano
Abomaso
Duodeno
Rumen: ácido acético
se digiere lentamente
-Rumen: ácidos propiónico
y butírico se digieren
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
Dr. J. Heinriks
capilares
Dr. J. Heinriks
Función de las papilas
Absorción de AGV
Absorción de amonio
Absorción de Mg, en animales adultos
Dr. J. Heinriks
Dr. J. Heinriks
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.
Max serum IgG (g/L)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Absorción de anticuerpos a lo largo del tiempo
0
4
8
12
16
20
24
Age at first feeding (hours)
Stott et al., 1979.
Tres pasos para la absorción de las IgG del
calostro
Ingestión rápida del calostro
Digestión rápida del colostro
Absorción de las moléculas IgG
También IgA, IgE, etc.
Dr. J. Heinriks
Dr. J. Heinriks
Factores que afectan la
concentración de Ig en el calostro
Factores de la vaca
•Producción – decrece en mayoría de estudios
•Parto
•Cuarto de ubre – Mayor en cuartos de atrás
•Gemelos – no efecta
•Vacas caídas – no efecta
•Abortos – efecto importante – reduce•Raza
Factores de manejo
•Tiempo post parto - decrece con el tiempo, aunque no se
ordeñe
•Duración período seco - < 3 semanas, marcada reducción
•Ordeños preparto - similar a ordeños post parto
•Edad al primer parto - no hay efecto
•Alimentación Preparto - no hay efecto
•Estación – en primavera el más bajo
•Almacenamiento - 6 meses a 5 años, se pierde al congelar y
descongelar
•Vacunación