ESCUELA AGROPECUARIA DE TRES ARROYOS NIVEL POLlMODAL TTP: PRODUCCIN ANIMAL I DOCENTES: C. Saviano - J.

Vallejo APARATO DIGESTIVO DE LOS RUMIANTES INTRODUCCIN El costo ms grande asociado con la produccin animal es generalmente la alimentacin. Para lograr una eficiente utilizacin de los alimentos se requiere conocer cada una de las fases de produccin, conocimiento del sistema digestivo, fermentacin en el rumen, los procesos digestivos y de absorcin, y el metabolismo de los nutrientes y su distribucin en el cuerpo. Los componentes principales del sistema digestivo de los rumiantes son: la boca, el esfago, los llamados pre-estmagos (retculo, rumen y omaso), abomaso, intestino delgado, ciego, intestino grueso y recto. Una vez que la alimentacin ha sido consumida, viaja por el esfago al rumen y al retculo, que son los primeros dos compartimientos del estmago del rumiante. La alimentacin ingerida se traga con poca masticacin. Despus de un consumo de alimentos extenso o de una jornada larga pastando, el proceso de la rumia comienza. La rumia sucede a causa de las constantes contracciones del rumenretculo que mueve la masa de alimentos hacia delante hasta entrar contacto con la abertura posterior del esfago. La masa de alimento regresa al esfago donde es remasticada. Los rumiantes adultos gastan hasta ocho horas o ms cada da en rumiar su alimentacin para reducir el tamao de las partculas. El rumen-retculo es una cmara de fermentacin que alberga grandes poblaciones de microorganismos. Este es el rgano que permite a los rumiantes obtener energa de los alimentos con mucha fibra. Los productos finales de la fermentacin son absorbidos hacia la corriente sangunea a travs de las paredes del rumen. Algunos productos finales de fermentacin se absorben tambin en el omaso, pero la principal funcin de este rgano parece ser la absorcin de agua. Los productos fermentados que salen del omaso pasan al abomaso (estmago verdadero). El abomaso segrega jugo gstrico (cido clorhdrico y enzimas digestivas) en la masa alimenticia, comenzando la digestin enzimtica. El intestino delgado es donde la masa se ve expuesta a las enzimas intestinales y pancreticas, as como tambin a la bilis del hgado. Las protenas, almidn, y los azcares son digeridos enzimticamente aqu, pero la fibra (celulosa, por ejemplo) que escap del proceso de fermentacin en el rumen-retculo no puede ser digerida en el intestino delgado. La digestin de los lpidos (grasas) tambin ocurre en el intestino delgado. En los 24 metros de longitud del intestino delgado es donde acontece la absorcin de los productos (protenas, carbohidratos y lpidos) digeridos durante el proceso enzimtico del abomaso y el intestino mismo. El ciego, sitio de fermentacin, es de importancia insignificante en los rumiantes a causa de que el alimento sufre su descomposicin con anterioridad en el rumen-retculo. El intestino grueso es donde son absorbidos el agua y los productos finales durante el pasaje del alimento. Los restos sin digerir o digeridos pero sin absorber- se excretan entonces a travs del recto como excrementos.

RGANOS DIGESTIVOS Y DIGESTIN Boca: La importancia relativa de la boca y sus componentes (lengua, dientes, mandbulas y glndulas salivales) varan segn la especie animal. En la mayora de estos las funciones de la boca son ingerir alimentos, desmenuzarlos en forma mecnica y mezclarlos con la saliva que acta como lubricante para facilitar la deglucin. En los rumiantes la hierba se corta por la presin de los incisivos inferiores contra la enca ya que los incisivos superiores faltan. Los incisivos inferiores presentan un filo adecuado para cortar hierba, los molares tienen crestas que permiten una eficaz trituracin. Durante la rumia los molares trituran muy finamente al alimento que ha vuelto a la boca. Grado de Masticacin: Los rumiantes no muelen finamente el pasto o forraje en el momento en que lo comen; la mayor parte de este proceso sucede en la rumia cuando el bolo es regurgitado y masticado nuevamente. En los rumiantes la cantidad de saliva secretada varia de 2 a 3 litros por da en las ovejas y de 130 a 180 litros en el ganado bovino. La saliva tiene otras funciones adems de la lubricacin. Disuelve los componentes del alimento solubles en el agua y permite que estos componentes lleguen a las papilas gustativas. En los rumiantes la saliva puede ser una fuente de buffer de bicarbonato fosfato para el rumen y provee un mecanismo para reciclar urea. Esfago: Es un tubo largo, delgado y musculoso que une la boca con el rumen. El alimento pasa de la boca al primer pre-estomago por el esfago. rganos digestivos especiales del Rumiante La parte ms destacable del sistema digestivo del rumiante est compuesta por cuatro unidades interdependientes s que conforman el sistema primario para el aprovechamiento de los distintos ingredientes que conforman la dieta de estos herbvoros.

Retculo (Bonete o redecilla) y rumen (panza) El retculo y rumen son los primeros pre-estmagos de los rumiantes. El contenido del retculo es mezclado con el del rumen casi continuamente (una vez por minuto). Ambos estmagos comparten una poblacin densa de microorganismos (bacterias, protozoos y hongos) y frecuentemente son llamados el "retculo-rumen", considerndolos una unidad funcional. El rumen es un recipiente de fermentacin grande que puede contener de 100 a 120 kg de materia en digestin. Las partculas de fibra se quedan en el rumen de 20 a 48 horas porque la fermentacin bacteriana es un proceso lento. El retculo es una interseccin de caminos donde las partculas que entran o salen del rumen son separadas. Solo las partculas que tienen un tamao pequeo (<1.2 mm) o son densos (>1.2 g/ml) pueden continuar al tercer pre-estmago, el omaso.

INTESTINO DELGADO

LIBRILLO

RUMEN RED

ABOMASO

Omaso (librillo o salterio) El tercer pre-estmago u omaso se parece en forma y tamao a una pelota de ftbol y tiene una capacidad de aproximadamente 10 kg. El omaso es un rgano pequeo que tiene una alta capacidad de absorcin. Permite el reciclaje del agua y minerales tales como sodio y fsforo, que luego de pasar a la sangre pueden retornar al rumen a travs de la saliva. El omaso no es esencial, pero es un rgano de transicin importante entre el rumen y el abomaso, que tienen modos muy diferentes de digestin. Abomaso (cuajar o estmago verdadero) El cuarto estmago es el abomaso. Se parece en sus funciones al estmago de los animales monogstricos. Secreta cidos fuertes y muchas enzimas digestivas. Normalmente los alimentos mezclados que entran al abomaso son compuestos principalmente de partculas no fermentadas de alimentos, algunos productos finales de la fermentacin microbiana y los microbios que crecieron en el rumen. En los animales con dieta baja en fibra, gran parte de los alimentos (granos) son digeridos en el abomaso. Microflora y Microfauna Ruminal El rumen provee un ambiente apropiado, con un suministro generoso de alimentos, para el crecimiento y reproduccin de los microorganismos. La ausencia de aire (oxgeno) en el rumen favorece el crecimiento de grupos especiales de bacterias, entre ellos las que pueden digerir las paredes de las clulas de plantas (celulosa) para producir azcares sencillos (glucosa). Los microbios fermentan glucosa para obtener la energa necesaria para vivir y reproducirse y producen cidos grasos voltiles (AGV) como productos finales de la fermentacin. Los AGV cruzan las paredes del rumen para pasar a la sangre y una vez distribuidos por todo el organismo sirven como fuente de energa para el rumiante. Mientras que crecen los microbios del rumen, estos producen aminocidos, que son los precursores fundamentales de las protenas. Las bacterias pueden utilizar amonaco o urea como fuente de nitrgeno para producir aminocidos. Sin la conversin bacteriana, el amonaco y la urea son intiles para la vaca. Sin embargo, las protenas bacterianas producidas en el rumen son digeridas en el intestino delgado y constituyen la fuente principal de aminocidos para la vaca. Funciones de los rganos del tracto digestivo de los rumiantes. La rumia (destruccin de partculas) y produccin de saliva (amortiguadores): La rumia reduce el tamao de las partculas de fibra y expone los azcares a la fermentacin microbiana. Cuando un vacuno mastica de 6 a 8 horas por da (dieta rica en fibras) produce de 160 a 180 litros de saliva, pero menos de 30-50 litros si la rumia no es estimulada (demasiado concentrado en la dieta). Los amortiguadores en la saliva (bicarbonato y fosfato) neutralizan los cidos producidos por la fermentacin microbiana, manteniendo un pH neutral que favorece la digestin de la fibra y el crecimiento de microorganismos en el rumen. Retculo- Rumen (fermentacin) Retencin de partculas largas de forrajes que estimulan la rumia. La fermentacin microbiana produce: 1) cidos grasos voltiles (AGV) como producto final de la fermentacin de la celulosa y hemicelulosa y otros azcares 2) una masa de microbios con alta calidad de protena. 3) Absorcin de AGV a travs de pared del rumen. 4) Los AGV son utilizados como la fuente principal de energa para la vaca y como precursores de la grasa de la leche (triglicridos) y azcares en la leche (lactosa). 5) Produccin de hasta 1000 litros de gases cada da, que son eructados. Omaso (reciclaje de algunos nutrientes) Absorcin de agua, sodio, fsforo y AGV (residuos). Abomaso (digestin cida) Secrecin de cidos y enzimas digestivas. Digestin de alimentos no fermentados en el rumen (algunas protenas y lpidos).

Digestin de protenas bacterianas producidas en el rumen (0.5 a 2.5 kg por da).

Intestino delgado (digestin y absorcin) Secrecin de enzimas digestivas por el intestino delgado, hgado y pncreas. Digestin enzimtica de carbohidratos, protenas y lpidos. Absorcin de agua, minerales y productos de digestin: glucosa, aminocidos y cidos Intestino Grueso Ciego (fermentacin): Una poblacin pequea de microorganismos fermentan los productos no absorbidos. Colon: Absorcin de agua y minerales y formacin de heces.

grasos.

de digestin

Tiempo de Pasaje El nivel de pasaje ms rpido ocurre con dietas altamente digeribles y compuestas con partculas de tamao pequeo. Las dietas altas en fibra (pasto, rollo por ejemplo) tienen un nivel lento de pasaje. Normalmente pasan de 12 a 24 horas para que el alimento sin digerir aparezca en los excrementos (aproximadamente un diez por ciento del total). El 80 por ciento ser excretado en las siguientes 70 a 90 horas despus de su ingestin, y el paso de todas las partculas por el tracto intestinal se completa finalmente en siete a diez das. Fermentacin retculo-rumen En el rumen y en el retculo existe una poblacin muy grande de microorganismos (bacterias, protozoos y hongos) que viven en un ambiente regulado. La ingestin constante de alimentos y la devolucin sistemtica de la masa en de-gradacin ocurre aqu conjuntamente con la absorcin de los productos finales de la fermentacin que salen fuera del retculo-rumen con destino al torrente sanguneo. El proceso de la rumia es importante para aumentar al mximo la exposicin de los alimentos ingeridos a los microorganismos. La funcin principal de los microorganismos es la de digerir los componentes fibrosos de los alimentos. Durante la fermentacin en el rumen, las protenas y los carbohidratos del alimento se degradan completamente y son usados por los microorganismos antes de ser digeridas por el abomaso y absorbidas por el intestino delgado. Procesos digestivos y de absorcin post-ruminales Despus que los alimentos pasan a travs del rumen y el retculo entran en contacto con las secreciones de cidos fuertes producidas en el abomaso. Estos cidos desnaturalizan las protenas para que las enzimas puedan trabajar sobre ellas. La digestin en esta rea es de capital importancia y permite a los animales usar las protenas para sus funciones productivas. La digestin de la grasa tiene lugar en el intestino delgado cuando los lpidos entran en contacto con la bilis del hgado. Las lipasas digieren entonces los lpidos. Los cidos grasos se absorben a travs de la pared intestinal, y son convertidos en triglicridos, siendo luego transportados a lo largo del cuerpo. 1. INTRODUCCION La vaca lechera y otros animales como ovejas, cabra s, bfalos, camellos y jirafas son herbvoros cuyas dietas estan compuestas principalmente de materia vegetal. Muchos herbvoros tambin son rumiantes. Los rumiantes son fcilmente identificados porque mastican la comida mucho an cuando no ingieren alimentos. Esta accin de masticacin se llama ruminacin y es parte del proceso que permita el rumiante obtener energa de las paredes de las clulas de las plantas, tambin llamada fibra.

Figura 1: El sistema digestivo de una vaca incluye cuatro estomagos. El rumen parece a un lago con un rio pasando por una esquina. 2. ADAPTACION PARA UTILIZAR FIBRA Y NITROGENO NO -PROTEINA La fibra es la estructura que da fuerza y rigidez a las plantas y es el c omponente principal de las tallas de graminiae y otras plantas. Los azucares complejos (celulosa y hemicelulosa) se encuentran encerrados en las paredes de las clulas y inaccesibles para animales no -rumiantes. Sin embargo, la poblacin de microbios que vi ve en el retculo y el rumen (Figura 1) permita la vaca obtener energa de la fibra. Compuestos de nitrgeno no -protena (NNP) no pueden ser utilizados por los animales no -ruminantes, pero las bacteria del rumen los utilizan como precursores para el snt esis de protena. La vaca benfica de los aminocidos de la protena bacteriana producida de las sustancias de nitrgeno en los alimentos. 3. LOS CUATRO ESTOMAGOS 3.1 Retculo y rumen

El retculo y rumen son los primeros estmagos de los rumiantes. El c ontenido del retculo es mezclado con los del rumen casi continuamente (una vez por minuto). Ambos estmagos comparten una poblacin densa de microorganismos (bacteria, protozoos y fungi) y frecuentemente son llamados el "retculo rumen." El rumen es un va so de fermentacin grande que puede contener hasta 100 -120 kg de materia en digestin. Las partculas de fibra se quedan en el rumen de 20 a 48 horas porque la fermentacin bacteriana es un proceso lento. El retculo es una interseccin de caminos donde partculas que entran o salgan del rumen estn separadas. Solo las partculas que tienen un tamao pequeo (<1 -2 mm) o son densos (>1.2 g/ml) pueden proceder al tercer estomago. Cuadro 1: Utilizacin de varias fuentes de energa y nitrgeno por rumiantes y no-rumiantes.
Energia Azucares Almidn Celulosa Protena NNP1 Protena Verdadera
1

Ejemplo de alimento Melaza Racimos Pajas

No-Rumiante (Cerdo,Ave) + + 0

Rumiante (Vaca,Oveja) + + +/-

Urea Soy

0 +

+ +

NNP = nitrgeno no-protena; + totalmente disponible, +/ - parcialmente disponible, 0 no disponible 3.2 Omaso El tercer estomago o omaso parece a un ftbol y tiene una capacidad de aproximadamente 10 kg. El omaso es un rgano pequeo que tiene una alta capacidad de absorci n. Permite el reciclaje de agua y minerales tales como sodio y fsforo que pueden retornar al rumen a travs de la saliva. El omaso no es esencial, sin embargo es un rgano de transicin entre el rumen y el abomaso, que tienen modos muy diferentes de digestin.

3 . 3 A b o m a so
El cuarto estomago es el abomaso. Este estomago parece al estomago de los animales no -rumiantes. Secreta cidos fuertes y muchas enzimas digestivas. En los animales no -rumiantes, los alimentos primeros son digeridos en el abomaso. Sin em bargo en rumiantes, los alimentos que entran el abomaso son compuestos principalmente de partculas no -fermentadas de alimentos, algunos productos finales de la fermentacin microbiana y los microbios que crecieron en el rumen. 4. LAS BACTERIA DEL RUMEN El rumen provea un ambiente apropiado, con un suministro generoso de alimentos, para el crecimiento y reproduccin de los microbios. La ausencia de aire (oxigeno) en el rumen favorezca el crecimiento de especies especiales de bacteria, entre ellos las que pueden digerir las paredes de las clulas de plantas (celulosa) para producir azucares sencillos (glucosa). Los microbios fermentan glucosa para obtener la energa para crecer y ellos producen cidos grasas voltiles (AGV) como los productos finales de fermentacin. Los AGV crucen las paredes del rumen y sirven como fuentes de energia para la vaca. Mientras que crecen los microbios del rumen, producen aminocidos, las piedras fundamentales para protenas. Las bacteria pueden utilizar amoniaco o urea como fu entes de nitrogeno para producir aminocidos. Sin la conversin bacteriana, el amonaco y la urea sean intil para la vaca. Sin embargo, las protenas bacterianas producidas en el rumen son digeridas en el intestino delgado y constituyen la fuente principal de aminocidos para la vaca. 5. ALGUNAS DEFINICIONES Absorcin es la transicin de los productos de digestin y otras sustancias sencillas del tracto digestivo hacia la sangre. Amortiguadores son compuestos secretados en la saliva o agregados a la dieta para ayudar en mantener un ambiente estable en el rumen para promover la digestin de alimentos y crecimiento bacteriana. Digestin es el primer paso en una serie de procesos que separan las partculas complejas (alimentos o microbios) para formas sustancias sencillas que pueden ser utilizadas por el cuerpo. Un cido fuerte y muchas enzimas digestivas son secretados en el tracto diges tivo. Metabolismo refiere a los cambios en los productos absorbidos (nutrientes) durante su utilizacin en el cuerpo. Los nutrientes pueden ser degradados por los rganos del cuerpo para producir energa y para mantener funciones vitales y lograr trabajo (alimentacin, ruminacin, ambulacin). Los nutrientes

pueden ser utilizados tambin como precursores para el sntesis de tejidos (musculos, grasa) y en el caso de las vacas lecheras el sntesis de leche. 6. LOS ORGANOS DEL TRACTO DIGESTIVO Y SUS FUNCIO NES 6.1 - Ruminacin (destruccin de partculas) y produccin de saliva (amortiguadores) * La ruminacin reduce el tamao de las partculas de fibra y expone los azucares a la fermentacin microbiana. * Produccin de 160 -180 litros de saliva cuando una vaca mastica 6-8 horas por da, pero menos de 30 50 litros si el rumen no es estimulado (demasiado concentrado en la dieta). * Los amortiguadores en la saliva (bicarbonato y fosfato) neutralizan los cidos producidos por fermentacin microbiana, manteniend o un acidez neutral que favorece la digestin de fibra y crecimiento de microbios en el rumen. 6.2 - Retculo-rumen (fermentacin) * Retencin de partculas largas de forrajes que estimulan la ruminacin. * La fermentacin microbiana produce (1) cidos gr asos voltiles (AGV) como producto final de la fermentacin de celulosa y hemicelulosa y otros azucares y (2) una masa de microbios con alta calidad de protena. * Absorcin de AGV a travs de pared del rumen. Los AGV son utilizados como la fuente principa l de energa para la vaca y como precursores de la grasa de la leche (trigliceridas) y azucares en la leche (lactosa). * Produccin de hasta 1000 litros de gases cada da que son eructados. 6.3 - Omaso (reciclaje de algunos nutrimentos)

* Absorcin de agua, sodio, fsforo y AGV residuos. 6.4 - Abomaso (digestin cido)

* Secrecin de cidos fuertes y enzimas digestivas. * Digestin de alimentos no fermentados en el rumen (algunas protenas y lpidos). * Digestin de protenas bacterianas producidas en el rumen (0.5 a 2.5 kg por da). 6.5 - Intestino delgado (digestin y absorcin)

* Secrecin de enzimas digestivas por el intestino delgado, hgado y pncreas * Digestin enzimtica de carbohidratos, protenas y lpidos. * Absorcin de agua, minerales y productos de digestin: glucosa, aminocidos y cidos grasas. 6.6 - Ciego (fermentacin) e intestino grande

* Una poblacin pequea de microbios * Absorcin de agua y formacin de heces. 7. EN LA PRACTICA

fermentan

los

productos

de

digestin

no

absorbidos.

* Los animales rumiantes pueden utilizar una gran variedad de fuentes de alimentos comparados con los animales no-rumiantes. Los microbios que viven en el retculo rumen permiten a los rumiantes convertir los alimentos fibrosos (forrajes, residuos de cultivos y agroindustria) y el nitrgeno no protena (amonaco, urea) en alimentos altamente nutritivos y aceptable para los seres humanos (carne y leche).

* Los alimentos fibrosos son esenciales para la salud de la vaca porque mantienen la ru minacin y la produccin de la saliva que son necesarias para la funcin correcta del rumen y los microbios que viven all * Una vaca puede comer forrajes (de baja energa) y concentrados (de alta energa), sin embargo, la adicin de altas cantidades de co ncentrados a una racin debe ser progresiva ( 4 a 5 das) para permitir la poblacin de bacteria en el rumen a adaptarse a la nueva dieta. * Los heces de rumiantes son ricos en materia orgnica (microbios no -digeridos)y son fertilizantes excelentes.