GLÚCIDOS en la NUTRICIÓN ANIMAL
GLÚCIDOS “calentar y quemar un azúcar”
CARBOHIDRATO
“sustancia hidratada”
“materia negra” (carbón) “materia “gotitas “goti tas de agua” (paredes del vaso de precipitación)
CLASIFICACION DE LOS CARBOHIDRATOS De acuerdo con su naturaleza química, los carbohidratos se clasifican en dos grandes grupos: 1. Azucares: Triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas, de acuerdo con el numero de carbonos de su molécula 2. No azucares . •
IMPORTANCIA Y FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS GLÚCIDOS
Forman el 75% del peso seco del mundo vegetal
de el, depende gran parte de la vida animal
representa entre 60-75% de la dieta animal
IMPORTANCIA DE LOS GLÚCIDOS MS
PT
ELN
FC
Forraje (chala)
100
8
58
26
(84)
Maíz (grano)
100
10
80.7
3
(83.7)
Carne (vacuno)
100
60
<1.0
-
1. Fuente de energía
CHO
C6H12O6
Rum AGV
Acético Propiónico Butírico
Acetil CoA
CHO : 4.1Kcal/g
2. Fuente de sustancias esenciales
CHO
Glucosa, Fructosa, Ribosa
Vitaminas, ácidos nucleicos, ATP, AA
H:O
2:1
IMPORTANCIA DE LOS GLÚCIDOS 3. Bajo costo energético •
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< Costo energético a nivel fisiológico PT (necesita + E para que se procese) Eliminación de metabólicos (gasto de energía)
4. Estimula la digestión (fibra)
4 ATP/mol d e urea
FUNCIONES DE LOS CARBOHIDRATOS Principal fuente de energía (más barata: mantenimiento, crecimiento, producción y reproducción). Constituye entre el
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75 – 80 % de las raciones para rumiantes y más del 50% de las raciones para aves y cerdos. Actúa en la economía de las proteínas, los microorganismos que habitan el rumen-retículo utilizan las cadenas
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carbonadas de los CHO`s solubles para sintetizar Pt microbiana utilizando fuentes de NNP, como la urea. •
Precursores de La síntesis de grasa , en el metabolismo de los CHO´s se forma ácido pirúvico, el cual por
descarboxilación forma acetaldehído, estos últimos se van condensando dando lugar a los ácidos grasos. A nivel hepático la glucosa se transforma en glucógeno y luego en grasa. La capacidad del hígado para almacenara glucógeno es limitada, por lo tanto el consumo excesivo de azúcar se transforma en grasa. Actúan como detoxificantes. en el metabolismo de los CHO`s hay formación del ácido glucorónico y galacturonico, los
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cuales reaccionan con sustancias tóxicas como los fenoles dando fenolglucorónico y fenolgalacturónico, compuestos d e menor toxicidad y de fácil eliminación. Dan buen sabor, a la carcasa y a la leche debido a la dulzura que tienen ciertos CHO`s, la carne cruda es ligeramente
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dulce. Actúan en la resíntesis de triglicéridos , los ácidos grasos libres no son buena fuente de energía y para que constituyan energía útil se tiene que formar nuevamente triglicéridos en el proceso de reesterificación en presencia del glicerol cuyo precursor es la dihidroxiacetona proveniente del metabolismo de la glucosa. •
Son precursores de la lactosa de la leche ; integra cerca de la mitad de los sólidos totales de la leche.
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Importantes para la utilización del Ca y P , especialmente la lactosa sirve para el desarrollo de cierto tipo de
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microorganismos además de permitir un pH adecuado (ligeramente ácido) favoreciendo la absorción del Ca y P. Precursores de ciertas vitaminas, como la riboflavina (sintetizada en el rumen) que tiene un núcleo de dimetil-
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isoaloxazina.
Carbohidratos más importantes en la Nutrición Animal Glucosa
principal producto de la digestión de almidón en monogástricos, se encuentra en sangre, linfa, liquido cerebroespinal.
Fructuosa
libre en plantas verdes, semen y sangre de los fetos.
Manosa
no existe libre en la naturaleza, pero si formando las mananas de las levaduras, mohos y bacterias.
Galactosa
no existe libre y es un producto de las fermentaciones.
Sacarosa
formado por fructuosa y glucosa, también llamado azúcar caña o de la remolacha, es de uso domestico.
Lactosa
compuesto por glucosa galactosa, llamado azúcar de leche y es producto de la glándula mamaria.
Maltosa
formada por 2 glucosas unidas por el enlace α-1-4. Azúcar de malta, se produce por hidrólisis del almidón y malta.
Celobiosa
presente en la celulosa puede ser hidrolizada a glucosa.
Reafinosa
formada por una glucosa, una fructuosa y una galactosa, se encuentra en las plantas
Carbohidratos más importantes en la Nutrición Animal Almidón:
principal reservorio nutritivo en las plantas, compuesto por 2 fracciones de amilasa y amilopectina.
Glucogeno
polisacarido muy ramificado de origen animal o microbiano, se encuentra en el hígado músculo y otros tejidos animales
Dextrinas
productos intermediarios de la glucólisis del almidón y del glucogeno
Celulosa:
principal constituyente de la pared celular de las plantas, su función es más estructural que nutricional. El producto final de la digestión de celulosa, es una mezcla de ácidos grasos volátiles y gases como CH4 y C02.
Fructosanas
poIímeros de fructuosa que sirven como reserva.
Hemicelulosa
polisacáridos ramificados y lineales con restos de azucares como: xilosa, arabinosa, glucosa, galactosa y ac. propionico. Se encuentra en la pared celular de plantas forrajeras
Pectina
se encuentra en espacios intercelulares formada por cadenas polisacaridas, sustituidas en cadenas laterales de galactanas, arabanas y ácido galacturonico.
Lignina
No es un carbohidrato, se encuentra en la pared celular, es muy resistente a los ácidos y acción de microorganismos, no puede ser digerido por los animales, representa del 5% al 10% de la materia seca de las plantas.
COMPOSICIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS FRACCIÓN
FORMA
DIGESTIBILIDAD
ESPECIE
EXTRACTO LIBRE DE NITRÓGENO
Azúcares, almidones
Mayor digestibilidad
monogástricos
FIBRA CRUDA
Celulosa, hemicelulosa, gomas, etc.
Poco o nada digestibles
monogástricos
Muchas veces más digestibles que el ELN
rumiantes
B-amilasas en el jugo ruminal (flora bacteriana del rumenretículo)
GLÚCIDOS DE IMPORTANCIA NUTRICIONAL MONOGÁSTRICOS
RUMIANTES
Glucosa, galactosa, sacarosa, almidón Celulosa, hemicelulosa
GLUCOSA (azúcar de uva o dextrosa)
De mayor importancia nutricional. Su presencia en la naturaleza en forma libre es muy pequeña Se encuentra en la naturaleza en forma D. Constituye el 40% del azúcar de la miel de abeja. Frutas, savia de las plantas, Es la molécula básica para la síntesis de miel, sangre, linfa y líquido almidón y celulosa y se produce cerebroespinal comercialmente por hidrólisis del almidón de maíz. Es el principal producto final de la digestión de los CHO´s en monogástricos. Constituye la principal fuente de energía que se encuentra en la sangre circulante.
Una aldohexosa que no se encuentra libre GALACTOSA en la naturaleza
En leche como componente de la lactosa. En las verduras y hojas de los vegetales como galactolípidos, en pigmentos antociánicos, gomas y mucílagos. Es un producto de la
FRUCTOSA O LEVULOSA
Carbohidrato más dulce. Forma parte de la sacarosa y de las fructosanas
MANOSA
No existe libre en la naturaleza, pero si polimerizada formando las mananas (Ej. levaduras).
SACAROSA
LACTOSA
Integrada por la combinación de una Dglucosa y una D-fructosa. Su distribución en la naturaleza es muy amplia.
Se encuentra conjuntamente con la glucosa, formando la sacarosa de la miel, frutas y hojas verdes. Se encuentra libre en las levaduras, mohos y bacterias. Presente en la caña de azúcar y en la remolacha azucarera, en frutas maduras, savia de árboles y muchas verduras, la caña de azúcar contiene alrededor de 200 g/kg.
Es el azúcar de la leche y consta de una molécula de BD-glucosa y de una alfa-D- Integra cerca de la mitad galactosa. de los sólidos de la leche, No es tan soluble como la la cual contiene entre 46 a
MALTOSA
RAEFINOSA
ALMIDÓN
Es el azúcar de malta. Durante la germinación de la Se produce por hidrólisis del almidón y glucógeno. cebada el almidón se convierte Es soluble en agua pero no es tan dulce como la en maltosa por acción de la sacarosa. (proveniente de 2 mol. De glucosa) enzima diastasa. Se encuentra en las plantas con tanta frecuencia Las semillas de algodón como la sacarosa. contienen rafinosa alrededor de Se acumula en las melazas durante la preparación 80 g/kg. comercial de la sacarosa. Es el material de reserva de la mayoría de las plantas. Principalmente en tubérculos, Provee la mayor cantidad de energía para los rizomas y semillas. Hasta 700g/kg Semillas animales. Tiene dos fracciones: Hasta 300g/kg Frutos Almidón de tubérculos (papas) es resistente y debe ser cocido Cadenas lineales de DEn >ría de plantas: 25Amilosa glucosa con enlace tipo alfa 30% del almidón. Soluble en agua antes de utilizarlo en la dieta de 1,4 y puede tener entre Con el yodo da un color caliente aves y cerdos, ya que se produce 250 a 3000 unidades de oscuro. glucosa, ruptura de los gránulos de Polímero ramificado de DLa amilopectina Amilopectina almidón y se facilita el ataque glucosa, unidos con enlace reacciona con el yodo Insoluble en agua enzimático. Similar efecto se alfa 1,4; conectados entre sí dando una coloración caliente por un enlace cruzado alfa azul violeta o púrpura. produce en la peletización, 1,6. molienda y humedecimiento de En cada 8 monosacáridos va haber una ramificación los granos.
GLUCÓGENO “ALMIDÓN ANIMAL”
DEXTRINAS
CELULOSA
Compuesto de reserva energética más importante de los animales. Estructura similar a la amilopectina.
Puede integrar el 10% del peso húmedo del hígado. En las abejas representa el 33% de la materia seca de las larvas.
Productos intermedios de la hidrólisis del almidón y del glucógeno. Solubles en agua y dan soluciones mucilaginosas.
Sustancia más abundante del reino vegetal y es el mayor componente de las paredes celulares de las plantas.
FRUCTANAS (ANTES FRUCTOSANAS) Todas tienen restos de D-fructosa.
Representa el 50% del peso seco de toda la vegetación. Desarrollar una técnica eficiente y económica para convertir la celulosa en glucosa representaría una solución para el problema de escasez de energía alimentaria. Material de reserva de las raíces, tallos, hojas y semillas de algunas plantas especialmente de las plantas compuestas y de
HEMICELULOSA
Mezcla compleja heterogénea de un gran número de polímeros de monosacáridos ingluyendo glucosa, xilosa, manosa, arabinosa, galactosa y ácidos urónicos Principal componente de las (glucorónico y galactotur.ónico). paredes celulares de las Clasifica en dos grupos: las xilanas y las plantas. gluco y galactoglucomananas.
Fibrillas de la celulosa de las paredes celulares de las plantas están sumergidas en una matriz amorfa
Matriz de la pared primaria joven
Celulosa, hemicelulosa
Matriz de la pared secundaria
Celulosa, hemicelulosa, lignina
LIGNINA No es un polisacárido sino un polímero formado por tres derivados del fenilpropano (alcohol cumarílico, alcohol coniferílico y alcohol sinapílico. Compuesta por múltiples unidades de fenilpropano, unidas formando una estructura entrecruzada compleja, no bien definida. Posee una gran resistencia a la
Su incrustación física en la fibra vegetal las convierte en inaccesibles a las enzimas que normalmente serían capaces de digerirlas. A mayor contenido de lignina se disminuye la digestibilidad de los demás componentes orgánicos de la planta.
DISTRIBUCIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS EN LOS ALIMENTOS Origen vegetal
Almidones (reserva) Celulosa Estructurales (fibra) Hemicelulosa
Origen animal
Glicógeno (reserva) Glucosa circulante (sangre) Lactosa (leche)
< 1%
CONTENIDO DE LOS CARBOHIDRATOS EN LOS ALIMENTOS DE LOS VACUNOS
DIGESTIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS: Mono gástricos y humanos “no estructurales”
BOCA: saliva (Ptialina) ESTÓMAGO:
(-) Jugo gástrico (pH= 2.5)
INTESTINO DELGADO: (disacaridasas e isomaltasa)
Jugo pancreático, (alfa amilasa) Jugo intestinal, Sales biliares
maltasa
MALTOSA = GLUCOSA + GLUCOSA
sacarasa
SACAROSA = GLUCOSA + FRUCTOSA
lactasa
LACTOSA
= GLUCOSA + GALACTOSA
INTESTINO GRUESO:
ALMIDÓN = ISOMALTOSA + MALTOSA (posibilidad de reutilización alta)
Neutralizan al jugo gástrico que es ácido: elevar a un pH de 6 para que las enzimas puedan actuar sobre los CHO´s
DIGESTIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS: Rumiantes “no estructurales y estructurales” BOCA:
Rumen-retículo: ESTÓMAGO Omaso : Abomaso :
INTESTINO DELGADO:
Fermentación microbial
Forraje: + Ac. Acético Concentrado: + Ac. Propiónico
Fermentación microbial – absorción Digestión parcial
Jugo pancreático Jugo intestinal Sales biliares
Los CHO, son absorbidos a nivel del YEYUNO
PROPORCIÓN DE ÁCIDOS GRASOS VOLÁTILES (AGV) AGV (Proporción molar)
Ac. acético Ac. propiónico Ac. butírico
PREDOMINANCIA DEL TIPO DE DIETA FORRAJE
CONCENTRADO
60%
40-45%
18-20%
30%
10%
15%
ABSORCIÓN DE CARBOHIDRATOS (Monogástricos y humanos) •
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Los CHO´s en forma de monosacáridos son absorbidos a nivel de la mucosa intestinal (yeyuno): glucosa, galactosa, fructosa, manosa y ocasionalmente disacaridasas, a través de la sangre portal. En general se sabe que aproximadamente el 90% de los nutrientes de los alimentos es absorbido a través del pasaje por el intestino delgado. Igualmente el agua, llegando al colon un residuo más sólido. Existe dos mecanismos de transporte de los monasacáridos: 1. Transporte activo: Glucosa, galactosa 2. Transporte pasivo: Fructosa, manosa, xilosa, pentosas, etc. (difusión simple)
FACTORES QUE INFLUENCIAN LA ABSORCIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS •
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Nivel de ingestión de alimento y de CHO´s en la dieta. Configuración de monosacáridos. Velocidad de pasaje de los alimentos. pH adecuado (neutro) en la zona de absorción. Activación de las enzimas pancreáticas e intestinales. Concentración de Na +. Estructura celular de la zona de absorción.
ABSORCIÓN DE LA GLUCOSA POR LOS VACUNOS •
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A nivel del intestino delgado: aproximadamente 10% de su requerimiento de glucosa Concentración sanguínea: 46 mg/100 ml El mayor % del requerimiento de glucosa lo cubre a partir de compuestos gluconeogénicos: propionato, lactato, aminoácidos, glicerol, etc. El propionato es el principal precursor ya que puede producir de 27 a 55% de glucosa a nivel hepático.
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS •
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Función principal: Producción de Energía (ATP) La glucosa celular: La glucosa es el azúcar de > circulación, presente en la sangre y los fluidos extracelulares. Su concentración se debe mantener dentro del límite fisiológico. La glucosa celular proviene: * De los alimentos (digestión – absorción) * Del glicógeno hepático (glicogenólisis) * De los precursores gluconeogénicos.
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS •
Procesos del metabolismo: Glicólisis
Oxidación del piruvato Glicogénesis Glicogenólisis
Gluconeogénesis
Oxidación de la glucosa a piruvato y lactato (Ciclo glicolítico) o “Ciclo de Krébs”, es el ciclo final de oxidación de la glucosa Síntesis de glicógeno a partir de la glucosa (hígado y músculo) Degradación del glicógeno hasta glucosa (hígado) y hasta piruvato y lactato (tejido muscular) Síntesis de glucosa o glicógeno a partir de compuestos diferentes a los carbohidratos