Motilidad Del Rumen

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Motilidad del Rumen

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Elize van Lier Grupo Disciplinario Fisiología y Reproducción

Dpto. de Producción Animal y Pasturas Facultad de Agronomía

Anatomía y Fisiología Animal 2010

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Estratificación contenido ruminal

Gas

Sólido

Líquido

Zona de eyección

Zona de escape

potencial

Transición

Basado en Cunningham 2002

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Flujo de ingesta en Retículo-Rumen

Rumen Retículo

Retículo

Rumen

Omaso

SD = Saco Dorsal SV = Saco Ventral

SV

SD

Vista lateral Vista dorsal

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Motilidad ruminal

 Hay 2 tipos de ciclos de contracciones

•  Contracciones primarias o de mezcla (imágenes 1-13 y 14-16)

•  Contracciones secundarias o eructativas (17-21, a partir de la imagen 13)

  Las secundarias siguen a las primarias, pero no a todas

  Los ciclos se repiten cada 50-70 segundos (±1440 veces por día)

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Eructación

 Mecanismo por el cual los rumiantes eliminan las grandes cantidades de gas producidas en el retículo-rumen como resultado de la fermentación microbiana

  Se asocia con las contracciones secundarias del rumen

6 (1) Estado de reposo

Basado en Cunningham 2002

7 (2) Inicio de la secuencia primaria con elevación del pliegue retículo-ruminal

Basado en Cunningham 2002

8 (3) Primera fase de la contracción reticular

Basado en Cunningham 2002

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9 (4) Segunda fase de la contracción reticular con la relajación del saco craneal (se abre el ORO)

Basado en Cunningham 2002

10 (5) Contracción del saco craneal seguido de contracción del pilar craneal y saco dorsal

Basado en Cunningham 2002

11 (6) Contracción del saco craneal seguido de contracción del pilar craneal y saco dorsal

Basado en Cunningham 2002

12 (7) Contracción del saco craneal seguido de contracción del pilar craneal y saco dorsal

Basado en Cunningham 2002

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13 (8) Contracción del saco ciego dorsal y pilar caudal, hay desplazamiento de gas

Basado en Cunningham 2002

14 (9) Contracción del pilar longitudinal y parte anterior del saco ventral del rumen

Basado en Cunningham 2002

15 (10) Onda de contracción en sentido caudal del saco ventral hasta alcanzar el saco ciego ventral

Basado en Cunningham 2002

16 (11) Onda de contracción en sentido caudal del saco ventral hasta alcanzar el saco ciego ventral

Basado en Cunningham 2002

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17 (12) Onda de contracción en sentido caudal del saco ventral hasta alcanzar el saco ciego ventral

Basado en Cunningham 2002

18 (13) Contracción del saco ventral hasta alcanzar el saco ciego ventral: desplazando gas por el borde del pilar caudal

Basado en Cunningham 2002

19 (14) Migración de la contracción del saco ventral en sentido craneal, cuando no se produce una contracción secundario

Basado en Cunningham 2002

20 (15) Migración de la contracción del saco ventral en sentido craneal, cuando no se produce una contracción secundario

Basado en Cunningham 2002

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Basado en Cunningham 2002

(16) Migración de la contracción del saco ventral en sentido craneal, cuando no se produce una contracción secundario

22 (17) Inicio de la contracción secundaria del rumen, con contracción del saco ciego ventral y pilar caudal

Basado en Cunningham 2002

23 (18) Contracción del pilar caudal y saco ciego dorsal que empuja hacia delante la cúpula de gas, y comienzo de la contracción de la parte posterior del saco ciego ventral que avanzará luego cranealmente

Basado en Cunningham 2002

24 (19) La contracción avanza rápidamente hacia delante a través del saco dorsal y afecta también el pilar craneal. En este punto se produce la eructación

Basado en Cunningham 2002

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25 (20) Migración de la contracción del saco ventral en sentido craneal. Con la contracción de la parte anterior del saco ventral finaliza el ciclo.

Basado en Cunningham 2002

26 (21) Migración de la contracción del saco ventral en sentido craneal. Con la contracción de la parte anterior del saco ventral finaliza el ciclo.

Basado en Cunningham 2002

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Resumen motilidad Retículo-Ruminal

www.veterin.unam.mx/fmvz/enlinea/Ruminal/ANATOMOF.HTM

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Factores que afectan la motilidad

 Distensión de las paredes  Consistencia del contenido ruminal:

• Más líquido: disminuye • Más sólido: estimula

 pH bajo es inhibitorio  Concentración de Acidos Grasos Volátiles  Osmolalidad

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Rumia:

 Regurgitación de ingesta desde retículo-rumen

 Deglución del exceso de material regurgitado

 Re-masticación de la parte sólida (1 min aprox)

 Re-insalivación del bolo

 Deglución del bolo

Re-masticación del alimento ingerido anteriormente

ruminare = masticar de nuevo

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Regurgitación

  Inspiración a glotis cerrada

 Apertura del cardias

 Contracción parcial del retículo

 Aspiración de contenido ruminal por diferencia de presión

 Movimientos antiperistálticos del esófago

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Importancia de la rumia

 Disminuir tamaño de la partícula  Aumentar el peso específico de los forrajes  Romper cubiertas impenetrables de los

vegetales  Aumentar superficie del forraje accesible

para que los m.o. se fijen para realizar el proceso digestivo

 Aporte de saliva al rumen

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Anatomía y Fisiología Animal 2010

Elize van Lier Fisiología y Reproducción

Dpto. de Producción Animal y Pasturas Facultad de Agronomía

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Fermentación

  Sustratos moleculares son degradados por la acción de bacterias y otros m.o.

 Hidrólisis enzimática igual que en la digestión glandular

 Diferencia mayor: las enzimas son de origen microbiano

  La digestión fermentativa es más lenta y los sustratos son alterados en mayor grado

 Ocurre en un medio anaerobio

Es la actividad metabólica de los m.o. ruminales

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Agotamiento de nutrientes y acúmulo de desechos

M.O. en cultivo y en el rumen

Núm

ero

de b

acte

rias

Tiempo

Lento

Expo

nenc

ial

Estacionario

(división = muerte)

Muerte

Rumen

Hay condiciones especiales en el

rumen

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Condiciones del medio ruminal

  Ecosistema abierto y continuo  Aporte constante de sustratos   Tiempo de retención  Medio acuoso  Reducido: baja concentración de O2  pH entre 5.8 y 7.0 (rol de la saliva)   Temperatura de 38 a 42 ºC

Rango compatible con el crecimiento de m.o. adecuados para la fermentación

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Condiciones del medio ruminal ...

  Flujo lento y diferencial de ingesta permite mantener la población microbiana

  Flujo: depende de tamaño de partículas

 Tamaño de partículas: depende de •  Dieta

•  Rumia

•  Acción microbiana

 Tasa de dilución: el agua pasa más rápido por el retículo-rumen •  Afecta tamaño población de m.o. en fase líquida

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Crecimiento bacteriano

 Concentración de sustratos que liberan energía

 Nivel de nitrógeno disponible  pH  Acumulación de productos finales de la

fermentación  ...

Se limita por:

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La tasa de digestión microbiana

  La estructura de la planta que regula el acceso bacteriano a los nutrientes (CH insolubles)

  Factores bacterianos que controlan la adhesión y el desarrollo de consorcios microbianos

 Complejos de enzimas hidrolíticas de los m.o. adherentes

Depende de:

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Consorcios microbianos

Church 1988

Urea

O2

Almidón

Consorcio

Célula Vegetal

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Clasificación de m.o. ruminales

 Celulolíticos  Hemicelulolíticos  Pectinolíticos  Amilolíticos  Ureolíticos  Proteolíticos   Lipolíticos

 Productores de metano  Productores de amoníaco  Utilizan azúcares  Utilizan ácidos

Más de 28 especies de m.o. funcionalmente importantes

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Interdependencia de m.o.

 Algunas especies celulolíticas no pueden degradar proteínas

 Algunas especies proteolíticas no pueden degradar celulosa

 Las especies juntas aprovechan: •  hexosas producidas por las celulolíticas •  nitrógeno y cadenas carbonadas producidos por

las proteolíticas

 Se forma un Ecosistema Complejo

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13 Fermentación de los componentes de la alfalfa en el rumen

Tasa

de

Ferm

enta

ción

(mM

/hor

a)

0

20

40

60

Tiempo (h)

5 10 15 20 25 0

Carbohidrato soluble Pectina Celulosa

Church 1988

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Bacterias ruminales

  1010 – 1011 células/gramo contenido  Anaerobios (algunos facultativos)  Composición similar al adulto a partir de las:

•  6 semanas de edad en corderos •  9 – 13 semanas de edad en terneros

  Las especies varían: •  con la dieta •  momento del día •  condiciones variables del retículo-rumen

 Muchas se adhieren a su sustrato

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Bacterias ruminales 16

Protozoarios ruminales

  105 – 106 células/gramo contenido   Anaerobios   Extremadamente sensibles a cambios en la dieta.   Aumentan en dietas:

•  conteniendo azúcares y almidón. •  de alta digestibilidad

  Capacidad digestiva similar a las bacterias   Ingieren importantes cantidades de bacterias   Pueden “secuestrar” partículas de almidón   No son esenciales para la digestión

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Protozoarios ruminales

Church 1988

Isotricha Dasytricha

Entodinium Diplodinium

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Protozoarios ruminales

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Protozoarios del rumen 20

Hongos ruminales

 Anaerobios estrictos  No tienen citocromos ni mitocondrias:

dependen de los procesos de fermentación para sus necesidades energéticas

  Las poblaciones de hongos se asocian a la fracción de fibra

  El número se incrementa en dietas altas en fibra  Atacan las fracciones de menor digestibilidad de

la pared celular

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Hongos ruminales