Rumen - Anatomía & Fisiología

Topografía del rumen (oveja) - Copyright RVC 2008

Introducción

The rumen is the first chamber of the ruminant stomach. It is the largest chamber and has regular contractions to move food around for digestion, eliminate gases through eructation and send food particles back to the mouth for remastication. The rumen breaks down food particles through mechanical digestion and fermentation with the help of symbiotic microbes. Volatile fatty acids are the main product of ruminant digestion. El rumen es la primera cámara del estómago de los rumiantes. Es la cavidad más grande y tiene contracciones regulares para mover el alimento y así facilitar la digestión, la eliminación de gases mediante el eructo y la regurgitación. El rumen rompe el alimento en pequeñas partículas mediante digestión mecánica, así como con la ayuda de microorganismos que van a realizar la fermentación. El principal producto de dichas fermentaciones va a ser los ácidos grasos volátiles.

Estructura

Anatomía del rumen (oveja) - Copyright RVC 2008

Grooves correspond with thickened smooth muscle pillars on the inside of the rumen. Ruminal pillars divide the dorsal and ventral ruminal sacs. Coronary pillars divide the caudal blind sacs. The cranial pillar divides the dorsal and cranial sacs. It is covered by the greater omentum. The rumen is 38-40°C, anaerobic and has a pH of 6.7. It is buffered and has a large holding capacity. Water intake lowers the ruminal temperature so bacteria are tolerant to temperature changes towards the lower end of the scale. Objects are often lodged in the rumino-reticular fold. When the rumen contracts, the object can be pushed through the reticulum wall into the pericardium and heart. Podemos encontrar surcos, que corresponden con áreas de músculo liso que se encuentran adelgazadas, denominados pilares del rumen. Los pilares ruminales (longitudinal y caudal) van a separar los sacos dorsal y ventral del rumen. Los pilares coronarios van a separar los sacos ciegos caudales y, por último, el pilar craneal separa los sacos dorsal y craneal. Todo ello está cubierto externamente por el omento mayor. The rumen is laterally compressed and extends from the cardia at the level of the 8th rib to the pelvic inlet. The serosa covers the entire rumen except dorsally where the rumen attaches to the abdominal roof allowing more freedom for ruminal movement and expansion. Ruminal contractions can be felt for in the left paralumbar fossa. 1-2 contractions should be felt per minute. The opening at the cardia into both the rumen and reticulum is called the reticular groove (see oesophageal groove). Se encuentra a una temperatura de 38-40ºC, en condiciones anaerobias y con un pH de 6.7, lo que asegura un desarrollo perfecto de los microorganismos y, cualquier alteración en ellos, puede desencadenar en graves patologías. Pero pueden soportar ligeras variaciones debidas a la ingesta de agua, o de alimento, que se contrarrestan rápidamente, sobretodo del pH por un potente sistema tampón. En el caso de que se produzca la ingesta de objetos extraños, como puede ser un alambre, éstos se suelen alojar en el pliegue ruminorreticular y, cuando el rumen se contrae, pueden atravesar la pared del retículo y el pericardio afectando directamente al corazón. El rumen se encuentra comprimido lateralmente y se extiende desde la 8ª costilla hasta la entrada de la pelvis. La serosa cubre por completo el rumen excepto dorsalmente donde el rumen se adhiere al techo del abdomen, permitiendo una mayor libertad de movimiento y de expansión cuando éste se contrae. Las contracciones ruminales pueden palparse en la fosa paralumbar izquierda, y en condiciones normales deberán producirse 1-2 contracciones por minuto. Desde la entrada al cardias hasta rumen y retículo encontramos el surco ruminorreticular (ver gotera esofágica).

Función

The rumen is involved in waste removal. Simpler products of digestion are assimilated directly, others continue down the digestive tract for further digestion. It mixes food and moves it forwards through the stomach chambers. Sensors in the rumen can determine the coarseness of the food. Coarse, tough feed needs stronger and more frequent ruminal contractions. The vagus nerve (CN X) is needed for control of stomach movements. The reflex control is through sensory receptors in the medulla. El rumen facilita la digestión y dispone el medio propicio para la fermentación de los alimentos por parte de los microbios. Los productos simples son directamente asimilados en el rumen mientras que otros más complejos continúan su tránsito para completar su digestión. El rumen también dispone de sensores que pueden detectar la presencia de material grosero o fino y así regular las contracciones necesarias para su digestión. El nervio vago (X par craneal) es necesario para el control de los movimientos ruminales, que se realiza de forma refleja por receptores en la médula. Ver rumia y eructo.

Ver rumination and eructation.

Contracción Ruminoreticular

Diagram of the contractions of the ruminoreticulum - Copyright RVC 2008

Las contracciones tienes dos funciones principales:

Primary contraction mixes food by a ruminoreticuluar mixing cycle. There are 2 contractions of the reticulum (2nd most powerful) which continue over the rumen. Ingesta flows from the reticulum to cranial rumenal sac and then to reticulum (or ventral sac). It occurs every 60 seconds.

1. Mezclan la comida por un ciclo de mezcla ruminorreticular. Hay dos contracciones del retículo (la 2ª de ellas más fuerte) que se extienden hasta el rumen. El alimento es llevado desde el retículo al saco ruminal craneal y luego al saco ventral. Esto ocurre cada 60 segundos. 2. Permite la salida del gas (ver eructo). El alimento pasa del saco ciego ventral al saco ciego dorsal, después al saco dorsal y al saco ventral.

The secondary contraction lets gas out (see eructation). Ingesta flows from the ventral blind sac to the dorsal blind sac then to dorsal sac (eructation) and to the ventral sac.

Vascularización

El rumen recibe sangre de las arterias mesentérica craneal, celíaca y ruminales izquierda y derecha.

Inervación

The rumen is innervated by the dorsal vagus nerve (CN X) (most important) and ventral vagus (CN X) nerve. El rumen es inervado principalmente por el ramo dorsal del nervio vago (X) y, en menor parte, por el ramo ventral.

Linfáticos

The caudal mediastinal lymph node enlargement puts pressure on the dorsal vagus effecting ruminal contractions. There are numerous small lymph nodes scattered in the ruminal grooves. The lymph drains to larger atrial nodes between the cardia and the omaso, then to the cistera chyli. El nódulo linfático mediastínico ejerce presión sobre el ramo dorsal del nervio vago, provocando contracciones ruminales. Además hay numerosos nódulos linfáticos pequeños situados en los surcos del rumen. Éstos drenan a nódulos atriales más grandes, situados entre el cardia y el omaso, y éstos drenan finalmente a la cisterna del quilo.

Microbios Ruminales

The rumen has a variety of microbes that can utilise many substrates. The dominance of different bacterial species depends on pH. Ergo, microbial populations are not constant. Microbes digest cellulose and hemi-cellulose and provide a source of all amino acids. Microbes also synthesise vitamins (especially the B vitamins). El rumen contiene una gran variedad de microbios que son capaces de utilizar numerosos sustratos. El predominio de un tipo microbiano u otro depende del pH del rumen, por lo que, se puede deducir que las poblaciones microbianas no son constantes. Dichos microbios se van a encargar de la digestión de la celulosa y hemicelulosa, aportando gran variedad de aminoácidos y vitaminas al animal.

Población Microbiana del Rumen

Bacterias THay más de 2000 especies, el 99,5% de ellas anaerobias obligadas.

Protozoos Organismos grandes, unicelulares que depredan bacterias. La cantidad depende de la dieta.

Hongos Digieren fibra. Normalmente no encontramos muchos en rumen.

Common Rumen Microbes

Especies	Tipo	pH
Ruminococcus flavefauens	Fibra	6.15
Fibrobacter succinogens	Fibra	6
Megashpaera eisdeni	Usa lactato	4.9
Streptococcus bovis	Produce lactato	4.55

Histología

Histología del rumen (oveja) - Copyright RVC 2008

El rumen tiene un epitelio estratificado plano queratinizado. No es glandular y tampoco tiene lámina muscular.

There are two thick layers of tunica muscularis, the inner circular and the outer longitudinal. The interior surface of the rumen forms numerous papillae. The papillae can be long and foliated or short and pointed. They are up to 6mm in length. Animals fed on rough grass or in the dry season have longer papillae, whereas animals fed on digestible feed or in the wet season have shorter papillae (1-2mm in length). There are fewer papillae present dorsally. They increase the surface area for volatile fatty acid absorption. The upper keratinised layer of papillae also protects the rumen against abrasion. The deeper layers of papillae metabolise the volatile fatty acids. Hay dos capas gruesas de túnica muscular, la interior circular y la exterior longitudinal. La superficie interior del rumen forma numerosas papilas, que pueden ser largas y foliadas o cortas y puntuales. Su longitud varía según la alimentación, siendo más largas (hasta 6mm) en los animales que toman alimento fibroso y en las estaciones secas. En cambio, los animales que toman alimento más digestible (concentrado) o durante la estación húmeda tienen las papilas más cortas (1-2mm). Encontramos menos papilas dorsalmente que ventralmente y su principal función es aumentar el área del rumen para así aumentar la absorción de ácidos grasos volátiles (AGV). Asímismo la superficie queratinizada protege el epitelio de la abrasión y las capas más profundas de papilas metabolizan los AGV.

Diferencias Entre las Especies

Rumiantes Pequeños

Sheep and goats have a larger ventral ruminal sac than dorsal ruminal sac. The cranial mesenteric artery and celiac artery come off the same root. Las ovejas y las cabras tienen un saco ruminal ventral más grande que el saco dorsal. La arteria mesentérica craneal y la celíaca se ramifican de la misma raíz.

Bóvidos

La arteria mesentérica craneal y la celíaca se encuentran muy cercanas en la vaca. Las vacas lecheras tienen un pH de 5,5 debido a que ingieren más alimento concentrado, que mejora la producción por su alta calidad. The cranial mesenteric artery and celiac artery are close in the cow. Dairy cows have a rumen pH of 5.5 due to more digestible feed.

Enlaces

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Este artículo ha sido traducido de Inglés por 'Fanny Olsson' - 16.07.2011.