Recordatorio de Proteínas en rumiantes del curso de Nutrición 2013
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PROTEÍNAS EN NUTRICIÓN DE RUMIANTES Bibliografía recomendada • Nutrición Animal. McDonald et al. (2006) • Nutrición proteica de los rumiantes. E. R. Ørskov. (Ed. en inglés, 1988). web: www.fvet.edu.uy/DNA PROTEÍNAS EN LA NUTRICIÓN DE RUMIANTES Introducción Degradación de las mn en el rumen Métodos de estudio Factores que la afectan Digestión de las MN que llegan a intestino Métodos de estudio Factores que la afectan Síntesis de proteína microbiana PROTEÍNA DEL ALIMENTO PÉPTIDOS AA NH3 AA PROTEÍNA MICROBIANA UREA Utilización de las MN por el rumiante - Introducción MN QUE LLEGAN AL DUODENO ENDÓGENAS MO NO DEGRADADAS (DIETA) Degradación ruminal de las proteínas Degradación de las MN en el rumen PROTEÍNAS proteasas POLIPÉPTIDOS Bacterias: 30-50% de la pob. Exoenzimas peptidasas Protozoos OLIGOPÉPTIDOS Holotricos Entodinomorfos peptidasas Endoenzimas AMINOÁCIDOS desaminasas NH3 Esqueletos carbonados AGV ramificados Butyrivibrio fibrosolvens Bacteroides ruminicola Bacteroides amylophilus Streptococcus bovis Hongos Neocallimastix frontalis Métodos de estudio de la degradación ruminal Técnica in situ fotos Degradabilidad ruminal Métodos de estudio de la degradación: Técnica in situ % de desaparición 100 80 Material bolsas Muestras molidas, cantidad de material 60 40 A Hora 0 20 0 0 20 40 Tiempo (horas) 60 80 % de desaparición 100 Vacas: adaptación, alimentación 3 vacas, 2 períodos 80 60 40 Horarios según muestra cantidad de muestras/tanda B 20 0 0 20 40 Tiempo (horas) 60 80 Elize Degradabilidad ruminal % de desaparición 100 c (ind) 80 b 60 d = a + b (1-e-kd×t) 40 a 20 0 0 c = 100 - (a+b) 20 40 60 80 Tiempo (horas) Elize % de desaparición h pescado gluten feed h girasol h soja 60 80 100 80 60 40 20 0 0 20 40 Tiempo (horas) Elize PROTEÍNAS EN LA NUTRICIÓN DE RUMIANTES Introducción Degradación de las mn en el rumen Métodos de estudio Factores que la afectan Digestión de las MN que llegan a intestino Métodos de estudio Factores que la afectan Síntesis de proteína microbiana Tránsito de la digesta en un rumiante Rumen: compartimento que retiene los alimentos Tiempo de retención en rumen Tasa de pasaje kp Tránsito digestivo de partículas: condiciona la degradación Alimento Forraje fresco Forraje seco Paja Semilla kp (%/h) 2.85 2.56 1.95 3.44 TMP (h) 72.1 72.3 86.9 54.1 Cajarville, 1996 kp Tránsito digestivo de partículas: condiciona la degradación Animal Función Mantenimiento Prod. media (2× mant) Prod alta (>2× mant) kp 2 %/h 5 %/h 8 %/h AFRC, 1995 Factores que afectan la degradabilidad CARACTERÍSTICAS DE LA PROTEÍNA Solubilidad: facilita adsorción,“Rubisco”, enalces disulfuro (zeína), asociaciones a la FND o FAD, presencia de taninos (lotus, sorgos) TRATAMIENTOS SOBRE LOS ALIMENTOS Tratamientos térmicos Tratamientos químicos (aldehídos, “coating”, taninos, etc) Tratamientos post-cosecha TRÁNSITO DIGESTIVO Tamaño de partícula, densidad Nivel de ingestión Utilización de las MN por el rumiante – Degradación ruminal Efecto del tratamiento térmico sobre la degradación ruminal de la proteína de soja 120 % N desaparecido 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 h incubación HS S S132 S149 Stern et al , 1985 Utilización de las MN por el rumiante – Degradación ruminal Efecto del premarchitado y del ensilado de praderas en la degradación del N % N desaparecido 85 75 65 55 45 35 0 20 40 60 horas Fresco Premarchitado Silo Repetto et al. 2002 Degradación in situ de N de praderas. Cada punto representa la media de 7 pasturas × 3 vacas × 2 repeticiones disappearance (%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 ruminal incubation (hours) F W S Repetto et al., 2005 % de desaparición h pescado gluten feed h girasol h soja 60 80 100 80 60 40 20 0 0 20 40 Tiempo (horas) Elize Fraccionamiento de la proteína en el laboratorio NNP PB (N×6.26) PSOL NDIN-ADIN ADIN NDIN PROTEÍNA DEL ALIMENTO PÉPTIDOS AA NH3 AA PROTEÍNA MICROBIANA UREA PROTEÍNAS EN LA NUTRICIÓN DE RUMIANTES Introducción Degradación de las mn en el rumen Métodos de estudio Factores que la afectan Digestión de las MN que llegan a intestino Métodos de estudio Factores que la afectan Síntesis de proteína microbiana Digestión intestinal de las proteínas cánulas ruminales y duodenales Digestibilidad intestinal: bolsas móviles Hvelplund, 1985 Incubación en rumen: 16 horas HCl + pepsina PASAJE POR INTESTINO Recogida en heces Incubación en rumen 16 hs (tiempo fijo) - Congelación, lavado y secado por 48 hs a 65 ºC - Análisis de materia seca (MS) - Confección de las bolsas intestinales : Material : poliamida Diámetro de poro : 9 a 22 µm Tamaño : 2 x 3,5 cm - Llenado con 0.2 g de muestra (residuos de rumen) - Incubación en solución : pepsina ( 3 g/l ) y HCL 0.1 N pH 2 a 38.5 ºC durante 2.5 hs - Colocación de bolsas por cánula duodenal - Colección de las bolsas en heces - Congelado, lavado y secado por 48 hs a 65 ºC - Análisis de materia seca (MS), materia orgánica (MO), proteína bruta (PB) Digestibilidad intestinal de la PB de distintos alimentos medida por bolsas móviles 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 HS HG HC TR SG HA MO Calsamiglia et al., 1994 Digestibilidad intestinal de AA esenciales 90 digestibilidad intestinal 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Treo Cis Met ALIM Lis MO Adaptado de Toullec y Lallès, 1995 Digestibilidad aparente y real de la proteína no degradada en rumen de forrajes deshidratados en ratas Temperatura 123ºC 153ºC P D Aparente 85.7 88.0 0.029 D Real 90.5 92.6 0.013 Kowalski et al., 1993 Digestión intestinal aparente (medida in vivo) en el intestino delgado de rumiantes NNA Vacas lactando Vacas secas ovinos AA Vacas lactando Vacas secas ovinos n media SD 12 0.65 0.04 17 29 0.66 0.64 0.04 0.06 21 0.69 0.05 11 22 0.62 0.70 0.06 0.06 Adaptado de Tamminga y Chen, 2000 Síntesis de proteína microbiana en el rumen Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana Síntesis de proteína microbiana Participación de la proteína microbiana en las necesidades totales según la eficiencia de síntesis (vaca de 25 litros) 98 73 49 20 30 APORTE MICROBIANO 40 NECESIDADES Adaptado de Stern et al., 1994 Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana Contenido en metionina y lisina de algunos alimentos (adaptado de Vérité y Peyraud, 1990) % LISINA % METIONINA músculo microorganismo s pescado pasto afrechillo soja Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana FACTORES QUE AFECTAN LA MAGNITUD DE LA SÍNTESIS • DISPONIBILIDAD DE N: depende de la degradabilidad de las MN en rumen AA, péptidos NH3 principal (indispensable celulolíticas, origen del 80% de la prot. bacteriana) • CANTIDAD DE ENERGÍA DISPONIBLE EN EL RUMEN MOF: 3/4 de la MOD Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana Concentración de NH3 ruminal necesaria para maximizar la síntesis de proteína microbiana según distintos autores Concentración de NH3 (mg/100 ml) Autor 5–8 9 23.5 29 Ortega et al., 1979 Allison, 1970 Annison, 1975 Nikolic et al., 1975 Satter y Slyter, 1974 Okorie et al., 1977 Hume et al., 1970 Mehrez et al., 1977 Miller, 1973 NH3 del 5 al 20 mg/100 ml = crecim. óptimo PREGUNTAS PARA DISCUTIR LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES MOSTRADOS EN EL GRAFICO • ¿Cómo caracterizarías la curva de amoníaco en cuanto a: estabilidad? niveles medios? picos máximos y mínimos? • ¿Cómo es la curva con respecto a las necesidades de los MO? • ¿Qué relación observas entre la curva de pH y la de amoníaco? • ¿Encuentras alguna explicación? Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana Dinámica del pH y concentración de NH3 ruminal en vacas a pastoreo 30 6,8 6,6 25 6,4 6,2 6,0 15 5,8 10 pH NH3 20 5,6 5,4 5 5,2 0 5,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 hora NH3 media pH medio NH3 media general = 20.1 mg/100 ml Cajarville et al., 2006 Dinámica de las concentraciones de NH3 ruminal de vacas pastoreando praderas suplementadas con granos 35 20.1 mg/100 ml N-NH3 (mg/100ml) 30 25 20 15 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 hour wheat corn Cajarville et al., 2005 Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana FACTORES QUE AFECTAN LA MAGNITUD DE LA SÍNTESIS • DISPONIBILIDAD DE N AA, péptidos NH3 principal (indispensable celulolíticas, origen del 80% de la prot. bacteriana) • CANTIDAD DE ENERGÍA DISPONIBLE EN EL RUMEN MOF: 3/4 de la MOD Componentes intracelulares azúcares almidones proteínas degradables Componentes de la pared celular fracción degradable Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana población media sintetizada = 145 g PB/kg de MOF No participan de la MOF: • materias grasas • productos de la fermentación (ensilados) • almidón no degradado Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana PASTURA HENO SILO 32 g N Microbiano/kg MOF 23 g N Microbiano/kg MOF Causas: Fermentación de azúcares Asincronía en la disponibilidad de E y N ARC, 1984 Utilización de las MN por el rumiante – Síntesis de proteína microbiana Métodos de estudio de la síntesis de proteína microbiana MÉTODOS DIRECTOS: 2 pasos Flujo total de proteína en duodeno: cánulas reentrantes marcadores de flujo (doble marcaje) Diferenciación de proteína microbiana: marcadores microbianos internos: DAPA, ácidos nucleicos, AEP en protozoos externos: 15N, 35S MÉTODOS INDIRECTOS: Alantoína en orina
