¡Descarga Digestion y absorcion de los carbohidratos y más Resúmenes en PDF de Bioquímica solo en Docsity!
Jefferson Adrián Macías Álava
Tarea # 2
Realizar un resumen utilizando citas bibliográficas sobre las particularidades de la digestión, absorción y metabolismo de los carbohidratos en monogástricos y rumiantes, se debe hacer énfasis sobre las enfermedades metabólicas que se presentan en estas especies animales como ejemplo (Diabetes, Acidosis ruminal, entre otras…) al final del trabajo se deberá elaborar conclusiones con sus propias palabras que evidencien un aprendizaje y crecimiento en los temas estudiados. Esta tarea deberá presentarse con una extensión mínima de 5 páginas en un documento en pdf. Se debe incluir la bibliografía de donde se obtuvo la cita correspondiente. Dr. Emir Ponce Bioquímica – Paralelo “B”
Digestión, absorción y metabolismo de los carbohidratos en monogástricos y rumiantes Los carbohidratos no son sólo una fuente importante de producción rápida de energía en las células, también son las estructuras fundamentales de las células y componentes de numerosas rutas metabólicas. En la actualidad se reconoce que los polímeros de azúcares unidos a proteínas y a lípidos son un sistema de codificación de alta densidad. Los seres vivos aprovechan la vasta diversidad estructural de estas moléculas para producir la capacidad informática necesaria para los procesos vitales (McKee & McKee, 2014). Los carbohidratos, las biomoléculas con más abundancia en la naturaleza. La mayoría de los carbohidratos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción (CH2O)n, de aquí su nombre. Se han adaptado a una amplia diversidad de funciones biológicas, como fuentes de energía (glucosa), como elementos estructurales (la celulosa y la quitina en los vegetales y en los insectos, respectivamente) y como precursores de la producción de otras biomoléculas (p. ej., aminoácidos, lípidos, purinas y pirimidinas) (Martínez, Pardo, y Riveros, 2018).
Para su estudio los carbohidratos se clasifican en:
Figura 1. Clasificación de los carbohidratos (Martínez, Pardo, y Riveros, 2018)
Digestión y absorción de los carbohidratos en los monogástricos El almidón es el único polisacárido altamente utilizadle por los animales monogástricos y tanto éste como los disacáridos presentes en la ración han de ser degradados hasta monosacáridos para ser absorbidos. La digestión y absorción del almidón tiene lugar en el primer tramo del intestino delgado y la principal enzima que participa es la a-amilasa segregada por el páncreas junto al jugo pancreático y que actúa en la luz intestinal. Los monosacáridos libres se acoplan con iones sodio y son transportados activamente al interior de la célula absorbente. Los azúcares absorbidos son transportados por la sangre portal hasta el hígado. Los carbohidratos estructurales, celulosa y hemicelulosa, componentes de la fracción fibrosa atraviesan el tracto intestinal sin absorberse. En el ciego son sometidos a una acción microbiana muy limitada por las celulasas bacterianas desprendiéndose algunos ácidos grasos volátiles que son absorbidos por la sangre portal. Por lo tanto su papel como nutrientes es mínimo, sin embargo absorben agua y estimulan el peristaltismo con lo que favorecen la digestión mecánica (Hernández, 2018).
OSAS
MONOSACARIDOS Aldosas: Triosas (Gliceraldehido) Pentosa (Ribosa)
DISACÁRIDOS Forman polímeros: Enlace tipo α Maltosa α-D-glucopiranosil (1⟶4) α-D-glucopiranosa Celobiosa Enlace tipo β β-D-glucopiranosil (1⟶4) β-D-glucopiranosa ÓSIDOS
HOLÓSIDOS
HETERÓSIDOS
OLIGOSACÁRIDOS
POLISACÁRIDOS GLUCOLÍPIDOS
GLUCOPROTEÍNAS
OLIGOSACÁRIDOS SUPERIORES HOMOPOLISACÁRIDOS Energéticos: Almidón HETEROPOLISÁCARIDOS
B. Ciclo de Krebs El ciclo de Krebs es un equipo a circuito cerrado de reacciones en ocho pasos:
1. El CoA del acetilo del dos-carbono se combina con un ácido oxalacético del cuatro-carbono y se hidroliza para producir una composición del seis-carbono llamada ácido cítrico o citrato. 2. El citrato entonces se convierte en el isocitrate, un isómero del seis-carbono del citrato deshidratando y después hidratando la molécula para modificar su estructura. 3. Se oxida Isocitrate y la descarboxilación ocurre con una molécula del dióxido de carbono liberada. La coenzima NAD+ se reduce para formar otro dinucleótido, NADH. Con el retiro de la molécula del carbono, se produce el α-cetoglutarato de la molécula del cinco- carbono. 4. Se oxida la molécula del α-cetoglutarato, NAD+ se reduce para formar el NADH y se libera otra molécula del carbono. La molécula del cuatro-carbono producida combina con la coenzima A, formando la composición inestable del CoA del succinyl. 5. Un grupo del fosfato reemplaza la coenzima A en el CoA del succinyl, que entonces se transfiere a ADP (difosfato de adenosina) para formar el ATP. La transferencia de los grupos del fosfato ocurre entre GDP (difosfato de la guanosina) para formar GTP (trifosfato de la guanosina) en algunas células. La molécula del cuatro-carbono que permanece se llama succcinato. 6. El succcinato se oxida para formar la molécula del cuatro-carbono llamada fumerate. La NOVEDAD de la onda portadora de electrón (dinucleótido de la adenina del flavin), es reducida a FADH2 por la transferencia de dos átomos de hidrógeno. 7. Fumerate se convierte en la molécula del cuatro-carbono llamada malato por la adición de una molécula de agua. 8. El ácido oxalacético el reactivo original es regenerado por la oxidación del malato. La coenzima NAD (dinucleótido de adenina de niconamida) es reducida al NADH por la transferencia de un átomo de hidrógeno (Farrar, 2019).
Digestión y absorción de los carbohidratos en rumiantes El estómago de los rumiantes está dividido en 4 compartimientos: rumen o panza, redecilla o retículo, omaso o librillo y abomaso o cuajar. A partir de que el rumiante joven comienza a consumir alimento sólido, los dos primeros compartimientos aumentan considerablemente de tamaño, y logra alcanzar en el adulto el 85% de la capacidad total del estómago. Durante los actos de comer y rumiar, el alimento se diluye con abundantes cantidades de saliva. El contenido del rumen está formado por 85 - 93% de agua y normalmente se dispone en dos fases: una inferior, líquida en la que van suspendidas las partículas más finas del alimento, y otro superior, de materia sólida más grosera (Mendieta, 1999). La digestión de los carbohidratos, se caracteriza principalmente por dos procesos, que se describen a continuación:
1. Procesos físicos: el contenido del rumen está siendo continuamente mezclado y durante la rumia la parte más próxima al extremo anterior pasa al esófago y es devuelto a la boca. La porción liquida es tragada rápidamente, siendo masticado el componente sólido antes de pasar nuevamente al rumen. 2. Procesos químicos: la parte química de la escisión del alimento está a cargo de las enzimas pero las que actúan en el rumen no son producidas por el animal sino que proceden de bacterias y protozoos. El número total de microorganismos en el rumen y los tipos que predominan dependen de la naturaleza de la dieta. A las 6 semanas de edad el ternero establece la flora normal del rumen (Mendieta, 1999). En los animales que consumen concentrados la producción de ácidos puede ser muy rápida y la producción de saliva anormalmente baja. En esta situación el pH del líquido ruminal puede bajar hasta 5,0 y transitoriamente a 4,5. Como los protozoos no toleran pH inferiores a 4,5 faltan en el rumen del ganado alimentado con dietas ricas en concentrados (Mendieta, 1999).
Actividad de los microorganismos El rumen provee un ambiente apropiado, con un suministro generoso de alimentos, para el crecimiento y reproducción de los microorganismos. La ausencia de aire (oxigeno) en el rumen se favorece el crecimiento de especies especiales de bacteria, entre ellos las que pueden digerir las paredes de las células de plantas (celulosa) para producir azucares sencillos (glucosa). Los microorganismos fermentan glucosa para obtener la energía para crecer y producen ácidos grasas
estimula las contracciones del rumen y aumenta el flujo de saliva hacia el rumen. La saliva contiene bicarbonato de sodio y fosfatos que ayudan a mantener la acidez (pH) del contenido del rumen en un pH casi neutral. Raciones que faltan fibra suficiente resultan en un porcentaje bajo de grasa en la leche y contribuyen a desordenes de digestión, tales como desplazamiento del abomaso y acidosis del rumen (Ureña, 2014). Como indica Ureña (2014), los carbohidratos no-fibrosos (almidones y azucares) fermentan rápidamente y completamente en el rumen. El contenido de carbohidratos no-fibrosos incrementa la energía en la dieta, y así mejora el suministro de energía y determina la cantidad de proteína bacteriana producida en el rumen. Sin embargo, los carbohidratos no-fibrosos no estimulan la rumia o la producción de saliva y cuando se encuentran en exceso pueden inhibir la fermentación de fibra. Así, el equilibrio entre carbohidratos fibrosos y no-fibrosos es importante en alimentación de los rumiantes y en especial de las vacas lecheras para la producción eficiente de leche.
Principales productos finales de la digestión de los carbohidratos en los rumiantes Los principales productos de la degradación de los CHO en el rumen son: Ácido acético, ácido propiónico y ácido butírico (AGV) así como CH 4 y CO 2. Productos intermedios de importancia son los ácidos pirúvico, succínico y láctico, que en determinadas ocasiones se presentan en el contenido ruminal. La concentración total de AGV en el rumen varía entre 0,2 y 1,5 g/100 ml, dé acuerdo con la dieta que consume el animal y el tiempo transcurrido desde la última comida. También en el rumen varían las proporciones relativas de los AGV (Ureña, 2014). En el rumiante es una vía constantemente activa. La gluconeogénesis se encuentra bajo control hormonal (insulina, glucagon y adrenalina). La dieta metabólica de los rumiantes es la combinación entre los productos de la fermentación y el alimento no fermentado que escapa a la acción de las bacterias ruminales. Los rumiantes son eficientes para realizar la gluconeogénesis y su aparato digestivo se ha adaptado a una falta de azúcar y almidón por lo que la capacidad para el manejo de estos carbohidratos es limitada. (Ramírez & Buntinx, 2016).
Metabolismo de los ácidos grasos volátiles (AGV) El acetato y butirato absorbidos son las principales fuentes de energía para oxidación, el acetato es el precursor lipogénico más importante, en tanto el propionato es utilizado para la gluconeogénesis. Los AGV con número par de carbonos (C2 y C4) pueden ser usados como fuente energética directa en cualquier tejido, ingresando como acetil-CoA al ciclo de Krebs, o bien ser empleados para
sintetizar ácidos grasos, por lo cual se los considera lipogénicos. El propionato posee un destino completamente distinto, ya que es el único de los tres AGV que puede ser convertido en glucosa. Por esta razón se lo considera glucogénico y adquiere gran importancia en la nutrición de los rumiantes, quienes deben sintetizar la mayor parte de la glucosa que necesitan (Mendieta, 1999).
Gluconeogénesis Es la producción de azúcares a partir de sustancias diferentes a los carbohidratos (lactato, aminoácidos, propionato y glicerol). Esta vía permite tener una fuente alterna de glucosa, remover el lactato (producido por los glóbulos rojos y el tejido muscular) de la sangre, remover el glicerol producido por el tejido adiposo. Esta vía metabólica se activa ante la disminución de la glucosa sanguínea, en el cerdo su activación es el ayuno: cerdo, 24 h, hombre 8 y en el pollo 2 h.
Imagen. 1. Vía metabólica de los carbohidratos (Martínez, Pardo, & Riveros, 2018)
Enfermedades metabólicas Cetosis (ketosis) y toxemia de la preñez La Cetosis (Ketosis) es una enfermedad de las vacas de ordeño en lactación temprana (generalmente sucede en las primeras 6 semanas de ordeño) y la Toxemia de la Preñez es una enfermedad de las ovejas con más de un feto. Ambas son causadas por Hipoglicemia (nivel bajo de glucosa en sangre) debido a una excesiva producción de glucosa y son común cuando el animal
revisando sistémicamente esta enfermedad y sus repercusiones tanto en la salud como en la producción animal (Granja et al., 2012). Diabetes La insulina y el glucagón son dos hormonas esenciales en el control homeostático del nivel de glucosa sanguínea. En la enfermedad de diabetes mellitus se produce un nivel insuficiente de insulina o una hormona defectuosa con una afinidad disminuida por los centros receptores. Debido a que la glucosa no puede ser captada por las células de los diabéticos, una característica de estos enfermos es que el nivel de glucosa en sangre permanece alta y esto va acompañado de una mayor excreción de orina (poliuria) con una constante deshidratación. En la diabetes no hay un control de la lipasa, por lo que se produce una movilización excesiva de ácidos grasos que llegan a acumularse en el hígado (Garrido y Teijón, 2006). La ausencia de insulina favorece la glucogenólisis y la gluconeogénesis por lo que el estado hiperglucémico se ve exacerbado. El organismo intenta compensar la falta de glucosa intracelular aumentando su disponibilidad mediante la gluconeogénosis, aun cuando haya un suministro adecuado de carbohidratos. Como el organismo es incapaz de utilizar la glucosa para obtener energía, ésta debe ser obtenida de los lipidos. Los ácidos grasos son movilizados y convertidos en acetil-CoA en el hígado, pero este compuesto no puede ser oxidado a CO2 y H2O en el ciclo de Krebs debido al inadecuado suministro de oxalacetato. Por ello, el acetil-CoA es dirigido hacia la conversión de cuerpos cetónicos como ácido acetoacético y -hidroxibutírico. El tejido muscular puede utilizar los cuerpos cetónicos para su metabolismo energético, pero generalmente su producción es tan excesiva que hay una pérdida de estas sustancias por vía pulmonar y renal. El aceto-acetato se degrada fácilmente a acetona, que es exhalada con el aliento. La excreción urinaria de acetoacetato y -hidroxibuterato produce pérdida de Na generándose un estado de acidosis (Garrido y Teijón, 2006). Conclusión La digestión es el proceso mediante el cual el organismo descompone las moléculas de los alimentos y los transforma en nutrientes para, así, generar energía. La salud digestiva es crucial para el rendimiento, la salud y el bienestar de los animales de producción. Una buena salud digestiva es clave para: asegurar que la producción de carne, huevos y leche. Cualquier cambio metabólico en los animales trae como consecuencias una serie de complicaciones, que repercutirán en la salud del animal e incluso podrían provocarle la muerte.
Referencias bibliográficas
Cardenas, A. (2001). Microbiología del Rumen. Obtenido de Monografias: https://www.monografias.com/usuario/perfiles/andreacm Farrar, S. (2019). Reseña del ciclo de Krebs. Obtenido de News Medical Life Sciences: https://www.news-medical.net/life-sciences/Krebs-Cycle-Overview-(Spanish).aspx García, L. (2010). Enfermedades metabólicas en rumiantes. Argentino de Producción Animal , 1. Garrido, A., & Teijón, J. (2006). Fundamentos de bioquímica metabólica. Madrid, España: Tebar. Granja, Y., Ribeiro, C., Toro, D., Rivera, L., Machado, G., & Manrrique, A. (2012). Acidosis ruminal en bovinos lecheros: implicaciones sobre la producción y la salud animal. RedVet , 1. Hernández, V. (2018). Nutrición y alimentación de no rumiantes. Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Martínez, F., Pardo, K., & Riveros, H. (2018). Bioquimica de laguna y piña. Ciudad de México, México: Manual Moderno S.A. de C.V. McKee, J., & McKee, T. (2014). Bioquimica las bases moleculares para la vida. Madrid, España: McGraw-Hill. Mendieta, B. (1999). Principios basicos de nutricion y alimentacion animal. Managua, Nicaragua: Universidad Nacional Agraria. Ramírez, A., & Buntinx, S. (2016). Metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas. Univercidad Autónoma Nacional de México. Ureña, F. (2014). Digestión, absorción y metabolismo de los carbohidratos en monogástricos y rumiantes. Universidad de Cordova.
