Los animales mamíferos y las aves ocupan distintos lugares en la cadena alimentaria dependiendo
del alimento que coman. De esta forma encontramos a los consumidores primarios que se
alimentan de vegetales (animales herbívoros), los consumidores secundarios que se alimentan de
otros animales (carnívoros). En ambos lugares podemos encontrar a los animales omnívoros, es
decir que pueden jugar el rol de consumidor primario o secundario.
Cualquiera sea el tipo de digestión todos los animales obtienen nutrientes del alimento que
consumen a través de los siguientes pasos. El primero de estos pasos es ingestión que es
simplemente el "tomar en conglomerados casi enteros células o tejidos". Luego está el proceso
digestivo verdadero que incluye tanto los procesos químicos y como mecánicos por cuales los
alimentos se transforman en substancias sencillas que el cuerpo puede absorber. El tercer paso es
la absorción. La absorción es el movimiento de partículas utilizables y fraccionadas del alimento del
trecho digestivo a la sangre. Estos alimentos nutritivos entonces son transportados a dondequiera
que se necesiten inmediatamente o son almacenados en varias ubicaciones del cuerpo.
Finalmente, está "la síntesis de los alimentos por las células individuales del cuerpo que crecen, se
reproducen o trabajan activamente y liberan la energía para las tareas del animal para encontrar
más alimento y agua, respirar o reproducirse"
Digestión en animales
Aunque las funciones pueden ser similares entre los distintos tipos de animales, existen notables
diferencias en estructura y funcionamiento de sus sistemas digestivos
Carnívoros (perro y gato):
alimentos de origen animal, ricos en principios inmediatos y elevada digestibilidad.
tubo digestivo corto en relación a su tamaño corporal.
Omnívoros (cerdo):
Alimentación intermedia (vegetal y animal).
Tubo digestivo de estructura y tamaño intermedio.
Cierta actividad microbiana en el I.G.
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Herbívoros de estómago simple (caballo y el conejo):
Alimentación de origen vegetal con elevada proporción de fibra.
En el conejo existencia de un proceso especial denominado cecotrofia para un
aprovechamiento mejor de la actividad microbiana del ciego, consistente en la ingestión de
heces blandas (cecótrofos) que se forman en el ciego funcional del conejo. Se considera
que hasta el 30% de la proteína se ingiere de esta manera.
Herbívoros de estómago compuesto (vaca y cabra):
Alimentación de origen vegetal con elevada proporción de fibra.
Parte de estómago con microorganismos que rompen enlaces de fibra y fermentan los
carbohidratos.
Obtención de los nutrientes a partir de los productos de desecho de los microorganismos.
Aves
Buche (dilatación del esófago) con escasa actividad.
2 estómagos:
- Glandular (proventrículo o estómago subcenturiado) de acción enzimática limitada.
- Muscular o molleja de acción mecánica.
I.D. de acción más importante en la digestión.
I.G. con 2 ciegos de cierta actividad microbiana (poco importante).
Eliminación de las heces en la cloaca junto con la orina.
MAMÍFEROS HERBÍVOROS
Debido al objetivo de este curso, se analizará los sistemas digestivos de los mamíferos herbívoros.
En la cadena alimenticia, los consumidores primarios son los animales herbívoros. Ellos han
desarrollado especialmente pre-estómagos y trechos de I.G que los capacitan para utilizar celulosa
y otras formas de polisacáridos de plantas. Es decir, están dotados de un sistema digestivo que
facilita el metabolismo de los vegetales, ya que este tipo de alimento, si bien es fácil de conseguir,
es difícil de digerir, pues ningún vertebrado (es decir, animal con columna vertebral) tiene las
enzimas necesarias para realizar este proceso. Por esta razón los herbívoros se valen de
microorganismos, como los protozoos y las bacterias -presentes en su estómago-, para
descomponer las grandes moléculas, como la celulosa, y degradarlas en otras más sencillas y
aprovechables. Pero como de todas maneras el proceso sigue siendo lento, estos animales se
valen de otros mecanismos, como la rumia (proceso que consiste en masticar un alimento que ya
estuvo en el estómago) para mejorar el proceso digestivo.
Los herbívoros se clasifican en: fermentadores pregástricos, rumiantes; y fermentadores post
gástricos, cuyo ciego ha evolucionado para funcionar semejantemente hasta cierto punto como el
rumen. Las vacas, la oveja, las cabras y el venado son rumiantes, los caballos y los conejos son
miembros del segundo grupo.
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La fermentación pre-gástrica posibilita la utilización más eficiente de forrajes, ya que se fermentan y
se degradan químicamente antes de pasar por el intestino delgado, donde suceden la mayoría de
las absorciones de nutrientes. En la fermentación post-gástrica, la degradación bacteriana ocurre
en el ciego, después que los forrajes han pasado por el intestino delgado, algunos animales de este
grupo aprovechan el beneficio de la fermentación del ciego recurriendo a la práctica de coprofagia
(comer de heces) como es el caso del conejo
A continuación analizaremos las diferencias y similitudes de los sistemas digestivos de los
herbívoros (fermentadores pre-gastricos y post-gastricos)
Tipos de dientes
Las piezas dentarias de los mamíferos se distinguen por funciones especializadas, las frontales
talladas en bisel se llaman incisivos usados para cortar el bocado, de buen tamaño en los roedores
como ratas ardillas y castores, Los caninos tienen la función de desgarrar los alimentos. Por este
motivo tienen gran fuerza y tamaño en los carnívoros (caninos, felinos) y están ausentes en algunas
especies herbívoras, después de los caninos vienen los premolares y los molares cuya superficie
aplanada tiene la misión de triturar y moler los alimentos. Los animales tienen molares con bordes
mas cortantes con el fin de desgarrar los trozos de tejido carnoso, los animales herbívoros como
equinos y vacunos, por el contrario presentan molares de gran superficie plana para los alimentos
que necesitan ser reducidos a pulpa con incisivos cortantes para cortar la hierba. En los rumiantes
no se desarrollan los incisivos superiores, estos animales cortan el vegetal con la lengua y el labio
superior contra el borde agudo de los incisivos inferiores, a diferencia de los caballos que lo toman
con los labios y los dientes.
Algunos mamíferos, como las ballenas, carecen de dientes, pero a cambio poseen unas láminas
especializadas en la filtración del plancton (seres microscópicos presentes en aguas marinas o
dulces).
La función principal de la saliva es ayudar en la masticación y deglución. Algunos animales
secretan amilasa salival, que convierte el almidón en maltosa. (no en el perro) La saliva contribuye
relevantemente al tamponamiento de la fermentación del rumen, proporciona alimentos nutritivos
(nitrógeno, fósforo, y sodio) a los microorganismos del rumen y posee cierta propiedad antiespumante.
Los rumiantes producen cantidades abundantes de la saliva, las vacas pueden llegar hasta 150
litros de saliva por día. La oveja puede producir hasta 10 litros un día
Estómago compuesto
El tracto digestivo especializado de los rumiantes se parece al de los monogástricos a excepción
del estómago.
El estómago de los rumiantes tiene cuatro compartimientos: el rumen, retículo, omaso y abomaso,
( también llamados panza, bonete, librillo y cuajo)
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Colectivamente, estos órganos ocupan casi 3/4 de la cavidad abdominal, llenando virtualmente todo
el lado izquierdo y extendiéndose significativamente en el derecho
El rumen, es sin la menor duda el más grande de las cavidades estomacales,
El retículo se conecta al omaso por un túnel esférico y corto. El abomaso es en el rumiante el
verdadero estómago o glandular. Histológicamente, es muy semejante al estómago de
monogástricos.
El intestino
La longitud del intestino está relacionada en cada animal con el tipo de alimentación. Así los
herbívoros están provistos de un intestino delgado muy largo los carnívoros de un corto y los
omnívoros de una longitud intermedia. La función del intestino delgado es similar para todas las
especies (absorción de nutrientes).
Los fermentadores post-gástricos (en este caso: caballos y conejos), tienen un estómago similar al
del resto de los animales que poseen un estómago simple. Sin embargo presentan una extensa
área llamada ciego que les da una característica intermedia entre rumiantes y no rumiantes:
El ciego se encuentra cubierto por un epitelio escamoso. El ciego en estos animales es de mayor
tamaño que el de un rumiante y al haber absorción de lignina en esta área, se puede decir que
cumple alguna función similar a la del rumen.
Los no rumiantes (en este caso: cerdos) poseen un aparato digestivo sencillo con sólo un
compartimiento y que, a diferencia de los no rumiantes, no son capaces de digerir los carbohidratos
estructurales presentes en las plantas (Celulosa, Hemicelulosa y Pectina, las dos primeras
constituyentes de la fibra). Por lo tanto, en estos animales, el consumo de fibra es limitado
causando, en exceso, alteraciones digestivas.
Fermentación:
La panza de los rumiantes e intestino grueso de los animales fermentadores postgástricos son
unos magníficos y continuos sistemas de fermentación de flujo debido al número enorme de
microbios que contienen. ¿Qué proporcionan estos microbios y el proceso de fermentación al
herbívoro? Esta sección se concentrará en la fermentación, pero los microorganismos que digieren
celulosa y otros substratos proporcionan también por lo menos otros tres importantes servicios:
Síntesis de proteína de alta calidad en la forma de cuerpos de microbianos. Los
animales fermentadores post-gástricos no pueden aprovecharse de este servicio, pero en
los rumiantes, las bacterias y los protozoarios desembocan constantemente el abomaso y
el intestino delgado, donde se digieren y se absorben. Todos vertebrados requieren ciertos
aminoácidos que sus células no pueden sintetizar ("los aminoácidos esenciales"). Los
microorganismos fermentadores pueden sintetizar todos los aminoácidos, con lo cual se los
proporciona a su hospedador.
Síntesis de proteína a partir de fuentes de nitrógeno de no proteico. Los
microorganismos fermentadores pueden, por ejemplo, utilizar la urea para la síntesis de
proteína. En algunas situaciones, se alimenta a los rumiantes con urea como unsuplemento dietético económico. Ellos también secretan urea de por la saliva, que
desemboca en el rumen y sirve como otra fuente de nitrógeno para los microorganismos.
Síntesis de vitaminas B. Los mamíferos pueden sintetizar sólo dos de las vitaminas del
grupo B y requieren las fuentes dietéticas para el resto. Los microorganismos
fermentadores son capaces sintetizar todas las vitaminas B, y los estados de deficiencia se
encuentran raramente.
Substratos para la fermentación
Con pocas excepciones, todos carbohidratos y las proteínas dietéticos pueden servir como
substratos para la fermentación de microbiana. Sin embargo, la ventaja crucial de un herbívoro es
la habilidad para extraer eficientemente la energía de la celulosa y otros componentes de las
paredes celulares de las plantas.
Las fibras de celulosa suponen 40-50% de la materia seca de tallos, las hojas y las raíces. Estas
fibras se empotran en una matriz de polímeros de hemicelulosas y polímeros fenólicos ( complejos
de lignina) entrelazados de forma covalente. La celulosa es un polímero lineal de moléculas de
glucosa unidas entre sí por enlaces beta[1-4] glicosidicos y es aquí donde está el problema para el
aparato digestivo del vertebrado.
Hasta ahora, ninguna enzima en vertebrados han evolucionado para ser capaz de hidrolizar los
enlaces beta[1-4] glicosídicos . Sin embargo, una amplia variedad de beta gluconasas se
sintetizan por los microorganismos. Así, la variada población de bacterias y protozoarios del rumen
producen todas las enzimas necesarias digerir celulosas y hemicelulosas.
La glucosa liberada en este proceso y metabolizada por los microbios, y sus productos del
desecho se pasan al animal del hospedador. Los azúcares derivados de la digestión de
carbohidratos de solubles como el almidón se procesan de forma semejantemente.
La fermentación ocurre bajo condiciones de anaeróbicas. Como una consecuencia, los azúcares se
metabolizan predominantemente a ácidos grasos volátiles (AGV). Los productos más comunes
incluyen al ácido láctico, el dióxido de carbono y el metano.
Los principales ácidos grasos volátiles son: acético (CH3-COOH), propiónico (CH3-CH2-COOH) y
butírico (CH3-CH2-CH2-COOH). Pequeñas cantidades de acetoacético (CH3-CO-CH2COOH) y
láctico (CH3-COH-COOH) se suelen formar. Casi el 90% de la energía requerida por el rumiante
la proporcionan por éstos los ácidos grasos de cadena corta.
La proporción de estos AGV varía con la dieta, aunque el producto más abundante es siempre el
acetato.
De las proteínas dietarias también se producen AGV.
Claramente, del punto de vista del animal hospedador, los AGV son el producto más importante de
la fermentación. Estos pequeños lípidos se usan para muchos propósitos, pero su importancia
suprema en los herbívoros radica en que son absorbidos y sirven como el principal combustible
para el animal en la producción de la energía.
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el acético, propiónico y butírico formados en el rumen se absorben a través del epitelio ruminal,
son llevados por las venas ruminales a la vena porta y de aquí al hígado.
Todos los AGV se absorben por el mismo mecanismo, que es la difusión por el epitelio, por un
diferencia de gradiente de concentración. Cuando pasan por el epitelio, los AGV experimentan
grados diferentes de metabolismo.
Ácido acético se utiliza mínimamente en el hígado, y se oxida en la mayor parte del cuerpo
para engendrar ATP. Otro uso importante de acetato es como fuente principal de acetil CoA
para la síntesis de lípidos.
Ácido propiónico es retirado casi completamente por la vena porta hacia el hígado. Dentro
del hígado, el propionato sirve como substrato primordial para la gluconeogénesis, que es
absolutamente crítica para los rumiantes porque la glucosa no suele alcanzar el intestino
delgado para su absorción.
La fermentación se realiza por una colección rica y densa de microbios. Cada mililitro del contenido
de ruminal tiene más o menos 10 a 50 mil millones de bacterias , 1 millón de protozoarios y
números variables de levaduras y hongos. Existen diversos tipos de que varían en los sustratos que
utilicen y los productos finales que producen (Celulolíticos, Aminolíticos, productores de metano),
todos conviven en el rumen en un equilibrio dinámico que varia según el alimento que se consuma.
La rumia abarca los factores por los cuales los alimentos son regurgitados, remasticados,
reinsalivado y redeglutido. La regurgitiación, consiste en que el alimento vuelve a la boca,
procedente en parte del rumen y reticulum. Haciendo más eficiente el proceso.
Mamíferos