Director: Guillermo Alejandro Bavera, Méd. Vet.,
Profesor Titular Efectivo de Producción Bovina de Carne, Depto. Producción
Animal,
Facultad de Agronomía y
Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto, provincia de
Córdoba, República Argentina
Volver a: principal > Manejo del alimento y carga animal
Manipulación de
la función ruminal para incrementar la producción animal
Osvaldo
Balbuena. 2002. INTA E.E.A Colonia Benítez, Chaco Argentina
Introducción
En el rumiante, la mayor parte de la energía y de la proteína disponible
para el animal se genera a partir de la fermentación ruminal. Los productos
principales de esta fermentación son los ácidos grasos volátiles que luego de
absorbidos proveen energía para los procesos metabólicos. La proteína
microbiana se genera a partir de la utilización por parte de los microbios de
diferentes compuestos nitrogenados (proteína verdadera y nitrógeno no proteico)
y de la energía disponible en el rumen. La proteína microbiana es la principal
fuente proteica para el animal (la mayor parte de la proteína metabolizable) en
condiciones normales de alimentación. Desde hace muchos años los nutricionistas
trabajan en la manipulación de los procesos de fermentación ruminal y de otros
procesos involucrados en una mayor eficiencia en la utilización de nutrientes
para una mayor producción animal. Debe tenerse siempre presente que las mayores
y más frecuentes modificaciones de la fermentación, digestión y utilización de
nutrientes se producen con la modificación de la dieta consumida por el animal.
En ésta presentación se revisarán brevemente las estrategias generales de
intervención, algunos ejemplos de intervenciones específicas y luego se
presentan algunas experiencias del autor y de su equipo de trabajo.
Estrategias
Generales
Considerando todo el animal, el incremento de la producción se puede lograr
interviniendo en los siguientes ítems, teniendo en cuenta que algunas de las
intervenciones propuestas todavía están en etapa experimental y/o constituyen
objetivos de investigación:
1.
Metabolismo energético. Se
puede aumentar el consumo de energía y/o disminuir las pérdidas energéticas.
Cuando el consumo de energía está limitado por el llenado ruminal, las
intervenciones pueden ser incrementar la densidad energética de la dieta (mayor
concentración de Mcal de EM/kg de MS), incrementar la fragilidad de la fibra
para un mayor ataque microbiano (por ejemplo el tratamiento con amoníaco del
material fibroso), aumentar la habilidad de los rumiantes para procesar
alimentos fibrosos (por ejemplo proveyendo nutrientes limitantes para los
microbios ruminales). La principal pérdida de energía durante el proceso de
fermentación es el metano, un gas de alto valor energético que generalmente se
pierde con el eructo. Una consideración separada merece el efecto “invernadero”
que posee este gas cuando se libera a la atmósfera. La producción de metano
está asociada a la producción de acetato. Cuando se incrementa la producción de
propionato se produce menor cantidad de metano. El propionato a su vez produce
mayor beneficio para el animal porque se retiene mayor energía (mayor retención
de carbono reducido para el animal) y su utilización en el metabolismo
intermedio es más conveniente ya que puede utilizarse para sintetizar glucosa.
El incremento de la densidad energética o el agregado de aditivos (ionóforos)
disminuyen la relación acetato: propionato.
2.
Metabolismo proteico. Se
trata de incrementar la relación proteína metabolizable / proteína bruta de la
dieta. Cuando se aporta proteínas de buena calidad, es decir con un adecuado
balance de aminoácidos esenciales para el animal, se trata de disminuir la proteólisis
ruminal.
Esta proteólisis se puede disminuir tratando la fuente proteica por medios
físicos (calor), químicos (formaldehído), o por regulación de las enzimas
proteolíticas de los microbios ruminales. También se puede modificar la
degradación y la desaminación de péptidos, consiguiendo de ésta manera un mayor
escape de proteína de la dieta al resto del aparato digestivo para su posterior
digestión y absorción. Otro enfoque apunta al aumento de la eficiencia de la
producción de proteína microbiana. Por ejemplo un adecuado acople de las
reacciones anabólicas y catabólicas de compuestos nitrogenados y de energía (es
decir que haya energía disponible al mismo tiempo que el nitrógeno está
disponible para las bacterias ruminales). Otro ejemplo es la disminución del
reciclaje bacteriano mediante la disminución de la predación de bacterias por
parte de los protozoos (defaunación).
3.
Metabolismo lipídico. La
concentración de lípidos (aceite, grasa) en la dieta de los rumiantes en
pastoreo rara vez supera el 2 al 3 % de la MS. Los ácidos grasos libres son
tóxicos para los microbios ruminales. Cuando se desea incrementar la densidad
energética mediante el aporte de lípidos, estos deben ser inertes en el rumen.
Esto se logra impidiendo la liberación de ácidos grasos libres utilizando las
grasas protegidas (encapsuladas en material no degradable en el rumen) o
mediante la inhibición del efecto tóxico con sales cálcicas (jabones) de ácidos
grasos. Estos últimos son inertes porque tiene bloqueado su grupo carboxilo.
4.
Beneficios a la salud animal. Las
intervenciones más conocidas son la reducción de la acidosis láctica ruminal
(enfermedad producida por la acumulación de ácido láctico en el rumen,
generalmente en dietas de alta densidad energética) mediante el uso de
antibióticos. Otro ejemplo ilustrativo es la inoculación con bacterias que
degradan tóxicos, como por ejemplo la mimosina (tóxico presente en la
leucaena).
Ejemplos de
estrategias específicas
•
Tratamiento post-cosecha de forrajes tendientes a incrementar la fragilidad de
la fibra:
♦
Químico: NH3 , NaOH
♦
Biológico: hongos
♦
Enzimas: celulasas, hemicelulasas
♦
Ingeniería genética: celulasas en lactobacilos
•
Inoculantes microbianos
♦
Detoxificación de la mimosina
♦
Levaduras
♦
Reducción de nitratos
♦
Acetogénesis (CO2 + H2 _ acetato)
♦
Ingeniería genética de bacterias ruminales
♦
Selección de organismo con nicho ecológico amplio
•
Antibióticos
•
Factores de crecimiento para microbios ruminales
•
Procesamiento de alimentos
•
Inhibidores de enzimas
• _ flujo salival
• _ tasa de pasaje
•
Inhibidores de la metanogénesis
•
Síntesis de nutrientes resistentes al ambiente ruminal
•
Defaunación (eliminación de protozoos)
Principales
efectos provocados por la eliminación de protozoos:
• _ N bacteriano
• _ metanogénesis
• _ digestibilidad ruminal de la fibra
• _ degradación ruminal de proteína no soluble
• _ biohidrogenación de ácidos grasos
• _ degradación ruminal del almidón
• _ y cambia la población bacteriana y fúngica
•
cambia la cinética de la digesta
La defaunación parece proteger al rumiante cuando consume dietas con bajo
tenor proteico. No existe total acuerdo sobre la conveniencia de eliminar
protozoos. Algunos investigadores piensan que los protozoos son parásitos de
los rumiantes, mientras que otros opinan que se gana poco o nada eliminándolos.
En trabajos realizados con novillos con cánula ruminal, la inclusión de
semilla de algodón en el suplemento produjo un descenso linear de la población
de protozoarios ruminales, con cambios menores en la composición genérica
(Balbuena y col., 2001). A cada aumento de semilla de algodón en el suplemento,
se registró un descenso linear de la cuenta de protozoos: 13,51; 9,29; 6,47 y
4,38 protozoos x 104 / ml, para los tratamientos 0; 0,75; 1,50 y
Aditivos:
Ionóforos y otros antibióticos
Acciones de Ionóforos:
1.
Incrementan la eficiencia del metabolismo energético del rumen y/o animal.
2.
Mejoramiento de metabolismo del nitrógeno en el rumen y/o animal.
3.
Retardo de los desórdenes de digestión, especialmente acidosis y timpanismo.
Metabolismo Energético
♦
Incremento en la proporción molar de ácido propiónico.
♦
Descenso concomitante de la proporción molar de acetato y butirato.
♦
Frecuentemente esto se asocia con un descenso en la producción de metano.
♦
Mejora de la performance animal asociada a la mayor retención de carbono y
energía en la fermentación ruminal.
♦
No se descartan efectos post-ruminales.
Metabolismo del Nitrógeno
♦
Efecto de ahorro proteico, asociado a un descenso en la producción NH3 en
el rumen.
♦
La deaminación estaría más inhibida que la proteólisis.
♦
Nuevos aislamientos de peptoestreptococos y clostridios, Gram + y altamente
sensibles a los ionóforos, no proteolíticas y productoras de NH3 contribuirían
a explicar este efecto.
♦
Estas bacterias utilizan AA como fuente de energía y la capacidad de
producción de NH3 es 20 veces superior a la del B. ruminícola.
♦
Esto resulta en un Incremento de la proteína by-pass.
♦
No se descartan otros efectos post-ruminales sobre el metabolismo proteico
(ej. : uso de propionato en lugar de AA en la gluconeogénesis).
♦
Desórdenes en dietas de feedlot
♦
Antibiótico que deprimen o inhiben los microorganismos Gram + son útiles
para controlar la acidosis láctica en bovinos alimentados con dietas altas en
concentrados.
♦
En estas condiciones los Gram + son los productores primarios de en rumen:
Streptococcus bovis.
Efecto de
monensina sobre la performance de bovinos
Resumen del efecto de
monensina sobre la producción animal
a Referencias:
1 =
Goodrich et al. (1984), resumen de 228 experimentos.
2 = Owens
et al. (1991), resumen de 137 experimentos.
3 =
Goodrich et al. (1984), resumen de 24 experimentos.
4 =
Wilkinson et al. (1980), 12 experimentos.
5 = Potter
et al. (1976), 4 experimentos.
6 = Potter
et al. (1986), 24, 11, y 12 experimentos, respectivamente.
7 = Ellis
et al. (1984), cada media es un ensayo.
8 = Parrot
et al. (1990), 8, 8, 4, 4, y 4 experimentos, respectivamente.
♦
La suplementación con monensina disminuye el peso y la edad a la pubertad en
vaquillonas.
♦
La suplementación con lasalocid disminuye la edad a la pubertad en toros.
Resumen de
trabajo
BAMBERMICINA
(FLAVOMICINA) Y MONENSINA ADMINISTRADA CON SUPLEMENTOS A BASE MAÍZ O MELAZA A
BOVINOS DE CARNE EN CRECIMIENTO (Balbuena, 1996).
Con el objetivo de evaluar la eficacia de dos aditivos en dos tipos de suplementos,
los aditivos monensina (M) y bambermicina (B) incluidos en maíz-urea (MAÍZ) y
melaza-urea-gluten de maíz (MELAZA) fueron administrados durante dos ensayos de
alimentación invernal a bovinos cruza Brahman x Angus de
En ensayo con novillos canulados (Balbuena y col., 1999) se determinó que
la Bambermicina, agregada a suplementos formulados con maíz o con melaza, no
produjo cambios significativos en la cinética de la digesta, síntesis de proteína
microbiana, digestibilidad, proporción de ácidos grasos volátiles (excepto un
descenso del butirato) o amoníaco ruminal. La acción de éste antibiótico se
postula a nivel post-ruminal.
En vaquillas alimentadas con heno de pasto Bermuda y suplementadas con maíz
o melaza, el agregado de Bambermicina incrementó el consumo de heno (Balbuena,
1996).
Aditivos microbianos de alimentos Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus
oryzae
♦
Impacto similar a los ionóforos, aproximadamente
♦
Incremento en la ingestión de alimento debido a una aumento (aunque no muy
significativo), en la degradación de fibra y acompañado por un aumento en el
flujo duodenal de Nitrógeno.
♦
Ambas observaciones reflejan una población microbiana más activa, como lo
refleja el incremento en la cuenta viable de bacterias anaerobias en líquido
ruminal (50 al 100%).
♦
Incremento el número de bacterias celulolíticas y de bacterias utilizadoras
de ácido láctico ==> aumento en degradación de fibra y mayor estabilidad de
la fermentación.
♦
Se considera que el estímulo a la cuenta viable está relacionado con la actividad
respiratoria de las levaduras, removerían O2 presente en el líquido ruminal,
previniendo toxicidad sobre los anaerobios ruminales.
Efecto del cultivo de
levadura sobre la ganancia de peso en bovinos
Resumen de
trabajo
Efecto de
monensina y/o levadura en novillos con suplementación invernal en pasturas
reservadas de otoño en el Este del Chaco (Stahringer y col., 1996)
Se llevó a cabo un ensayo a fin de evaluar el efecto de la adición de
ionóforos y/o cultivos de levadura en un esquema de suplementación invernal
sobre la ganancia de peso de novillos. El mismo se llevó a cabo sobre pasturas
de Dicantio (Dicanthium aristatum) reservadas de otoño. Los animales recibieron
un suplemento a base de 80% salvado de arroz y 20% expeller de algodón administrado
una vez por día al 0,4%; 0,7% y 1% del peso vivo (PV) por períodos de 41; 41 y
42 días, respectivamente desde el 05/06 al 09/10. La oferta inicial de forraje
fue de 2 t MS/an. Los tratamientos se aplicaron con un diseño completamente
aleatorizado con 2 repeticiones y fueron: T) Testigo: sin aditivos; M) 200 mg
de monensina por animal/día; L) Levadura: 30 g de extracto de levadura por
an./día; LM) recibieron 30 g de extracto de levadura y 200 mg de monensina por
an./día. Se utilizaron de
Se determinó la condición corporal (CC) al inicio y finalización del
ensayo. Se tomaron muestras de líquido ruminal por medio de sonda al inicio del
ensayo y luego cada 20 a 22 días hasta la finalización del mismo. Se tomaron
muestras de sangre con similar periodicidad. Se determinó amonio en líquido
ruminal y urea sérica.
La ganancia diaria de PV para todos los tratamientos fue de 0,523
g/an./día. El grupo L mostró una ganancia diaria de PV menor (0,465g/an./día)
que los grupos T (0,567g/an./día; P<0,01), M (0,532 g/an./día; P<0,08) y
LM (0,593g/an./día; P<0,002). El grupo M tuvo un incremento en CC mayor
(1,7) que los grupos L (1,3; P<0,04) y LM (1,3; P<0,04), pero similar al
grupo T (1,5; P>0,3). Los tratamientos no afectaron los valores de amonio
ruminal (T=7,1; M=6,3; L=7,6; LM=5,9 mg/dl; P>0,4) ni de urea sérica
(T=21,6; L=21,2; M=22,6; LM=24,6 mg/dl; P>0,7). Se observó un efecto de
fecha de muestreo sobre amonio ruminal (P<0,002) y urea sérica (P<0,003).
Valores de amonio ruminal
y urea sérica por fecha de muestreo (promedio de los 4 tratamientos; en mg/dl)
En conclusión, M y la combinación de LM no incrementaron las ganancias de peso
en novillos suplementados con salvado de arroz y expeller de algodón. La adición
de L sola al suplemento tuvo un efecto negativo sobre la ganancia de peso vivo
invernal. Estos aditivos tampoco afectaron el amonio ruminal, ni la urea
sérica.
Comentarios
Finales
La principal manipulación de la fermentación ruminal son los cambios introducidos
en la dieta. Hay herramientas para manipular el metabolismo ruminal del
nitrógeno y de la energía. Los antibióticos son una alternativa, que debe
utilizarse teniendo en cuenta las exigencias de los consumidores. Por ejemplo
la UE no acepta este tipo de aditivos en los alimentos de los animales.
Para la UE son aceptables los aditivos llamados “probióticos”, entre los
que se cuentan los cultivos de levaduras (Saccharomyces cerevisiae) y de hongos
(Aspergillus orizae). La variabilidad de la respuesta parece una de las características
de estos aditivos, marcando una interacción con tipo de dieta.
En los sistemas intensivos, como por ejemplo los engordes a corral con alimentación
basada en concentrados, la utilización de ionóforos agregan un factor de
eficiencia y seguridad. El antibiótico Bambermicina sería más indicado para los
sistemas con mayor uso de fibra en la alimentación. Debería considerase el uso
de ionóforos para fines específicos como por ejemplo la mejora en la aptitud
reproductiva. Posiblemente la problemática del efecto invernadero presione
sobre la necesidad de disminuir la emisión de metano en la producción animal.
Bibliografía
Balbuena, O. 1996. Effects of Corn and Molasses
Supplements with and without Feed Additives on Performance, Voluntary Intake,
and Digestive Function in Cattle Fed Bermudagrass Hay. Ph.D. Disertación.
Universiy of Florida.
Balbuena, O., W.E. Kunkle, D.B. Bates, J.E. Moore,
L.E. Sollenberger, and A.C. Hammond. 1996. Monensin or bamermycins for growing
cattle fed bermudagrass hay suplemented with corn or molasses. J. Anim. Sci.
74(Supl. 1) :198. (Abstract).
Balbuena, O., Bates, D.B., Kunkle, W.E., Moore,
J.E., Sollenberger, L.E., Hammond, A.C. 1999. Effects of bambermycins fed in
corn or molasses supplements on digestibility, ruminal digesta kinetics and
ruminal fermentation in steers. . IX International Symposium on Ruminant
Physiology, Pretoria, South Africa, 17 al 22 de octubre de 1999. S. African J. Anim.
Sci. 29 (ISRP) :189-190.
Balbuena, O., Kucseva, C.D., Arakaki, C.L. y Koza,
G.A. 2001. Efecto de niveles de semilla de algodón sobre el ambiente ruminal de
novillos alimentados con heno de pasto estrella. Rev. Arg. Prod. Animal
21(Supl. 1):2-3.
Kucserva, D., Balbuena, O., Arakaki, L.C. y
Velazco, G. 1999. Suplementación diaria o dos veces por semana, con y sin
aditivo en recría, ensayo exploratorio. Presentado en XX Sesión de
Comunicaciones Científicas, Facultad de Ciencias Veterinarias, p. 21. UNNE, Corrientes,
8 de setiembre de 1999.
Kucserva, D., Balbuena, O., Arakaki, L.C. y
Velazco, G. 1999. Suplementación invernal discontinua en vaquillas con o sin
agregado de virginiamicina en el suplemento. Comunicaciones Científicas y
Tecnológicas 1999, UNNE. Comunicaciones Científicas y Tecnológicas, Tomo 4,
pp.153-155.
Kunkle, W.E., J.E. Moore, and O. Balbuena. 1996.
Self-fed molasses-based products to alter plane of nutrition. Proceedings
Western Section, American Soc. Of Anim. Sci. 47(Supl.1) : 104-114.
Kunkle, W.E., J.E. Moore, and O. Balbuena. 1997.
Recent research on liquid supplements for beef cattle. In: 8th Annual Florida
Ruminant Nutrition Symposium, pp. 81-95. Gainesville, Florida.
Nagaraja, T.G.; Newbold, C.J.; Van Nevel, C.J.,
Demeyer, D.I. 1997. Manipulation of Ruminal Fermentation. In: The Rumen
Microbial Ecosystem, Hobson, P.N. and Stewart, C.S. (Eds.). Blackie Academic
& Professional, London.
Stahringer, R.C., Balbuena, O. y Cavarcos, G. 1998.
Efecto de suplementación y monensina sobre la aptitud para el entore y la
preñez en vaquillas para servicio de otoño. Presentado Reunión de
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas, Universidad Nacional del Nordeste,
Resistencia, octubre de 1998.
Stahringer, R.C., Arakaki, L.C., Balbuena, O.,
Gándara, F.R., D’Agostini, A.D. 2000. Efecto de la administración de monensina
y/o cultivo de levadura sobre parámetros ruminales en novillos con
suplementación invernal. XVI Reunión Latinoamericana de Producción Animal
(ALPA), Montevideo, marzo/2000.
Stahringer, R.C., Balbuena, O., Kucseva, C.D.,
Cavarcos, G. 2000. Efecto de la utilización de monensina sobre la aptitud
reproductiva de vaquillas. XVI Reunión Latinoamericana de Producción Animal
(ALPA), Montevideo, marzo/2000.
Van Nevel, C.J., Demeyer, D.I. 1988. Manipulation
of Rumen Fermentation. In: The Rumen Microbial Ecosystem, Hobson, P.N. (Ed.).
Elsevier Appl. Sci., London.
Volver a: principal > Manejo del alimento y carga animal
> Principio del
documento