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Fundamentos de nutrición bovina

Fundamentos de nutrición bovina

Los rumiantes, a diferencia de otras especies, realizan la transformación alimenticia mediante procesos de fermentación, producción de proteína unicelular y digestión enzimática. El sistema digestivo esta dividido en cuatro partes altamente especializadas: El tracto anterior, el estómago, el intestino medio y el intestino posterior. El intestino, asociado a diversos órganos, aporta o recibe diferentes materiales o sustancias siendo, el mas importante, el hígado, centro de la actividad bioquímica y metabolismo del animal. Los procesos digestivos pueden ser clasificados como mecánicos, bioquímicos y microbianos.

Las diversas partes del tubo digestivo se componen del tracto anterior del cual forman parte los labios y la boca, la lengua, los dientes, el esófago; el estómago compuesto del retículo, rumen, librillo y cuajar; el intestino medio compuesto por el duodeno, el yeyuno y el íleon (Intestino delgado). El intestino posterior conformado por el colon (Intestino grueso), ciego y recto. Los órganos asociados al tracto digestivo son las glándulas salivares, el hígado, el páncreas, la vesícula biliar y los riñones.

Cerca del 70% de la materia orgánica digestible que penetra al rumen es degradada por los microorganismos antes de que pase al librillo, el flujo varía de acuerdo con el tipo de dieta consumida. El retículo – rumen es un órgano muy musculoso dotado de movimientos frecuentes capaces de asegurar la mezcla adecuada de la masa de materia fermentable. El ciclo completo se repite a un ritmo aproximado de una vez por minuto manteniendo, en forma permanente, la suspensión de microbios con la materia orgánica.

Otra función importante del rumen consiste en modificar la composición química de las grasas y aceites de la dieta. La mayor parte de las grasas insaturadas que llegan al retículo – rumen son hidrogenadas y se saturan antes de pasar al librillo. Una pequeña cantidad de grasas insaturadas “protegidas” escapará a la hidrogenación y continuará inalterada. La fermentación ruminal funciona sobre la base de la producción continua y no sobre la de carga.

QUIMICA DE LOS ALIMENTOS

Los componentes de los alimentos están constituidos por la fracción húmeda, el agua, la fracción seca, materia orgánica e inorgánica, esta última, las cenizas compuestas por elementos esenciales, no esenciales y minerales. (Figura 1).


Como alimento primordial para los rumiantes el agua debe ser potable, es decir reunir todos los requisitos para ser consumida sin problemas. Los requerimientos en rumiantes son satisfechos por el agua de los alimentos, el agua producida en los procesos metabólicos y el agua consumida voluntariamente. Los requerimientos dependen de las condiciones medioambientales y de los niveles de producción.

Bajo la denominación de carbohidratos se encuentran los azúcares, almidones, celulosa, hemicelulosa y lignina; son fuentes de energía, aunque las grasas y proteínas también la suministran. Los rumiantes requieren grandes cantidades de energía, siendo la principal fuente, los carbohidratos de los pastos y las materias primas fibrosas, las cuales por la actividad de los microorganismos en el rumen, se transforman en ácidos grasos volátiles (AGV) tales como ácido acético, butírico y propiónico. Cuando el contenido ruminal procede fundamentalmente de forraje con abundante celulosa y fibra, predominan las bacterias celulolíticas produciendo grandes cantidades de ácido acético. Si predominan los azúcares y almidones como acontece con los granos de cereales aparecen bacterias productoras de ácido propiónico. El extracto no nitrogenado (ENN) incluye celulosa, hemicelulosa, lignina, azúcares, almidón, pectina, ácidos orgánicos, resinas, taninos, pigmentos y vitaminas hidrosolubles.

La fibra bruta (FB) esta constituida especialmente por celulosa, hemicelulosa y lignina formando las paredes celulares de los vegetales. Estas paredes pueden ser blandas en las especies efímeras y duras y leñosas en las plantas perennes. Los rumiantes pueden usar más eficiente la fibra que los monogástricos. Cuando la fibra tiene un alto grado de lignificación tal como ocurre en la paja de cereales, oponen fuerte resistencia al ataque de las bacterias disminuyendo la digestibilidad y el valor energético. La presencia de fibra larga en las dietas destinadas a rumiantes puede resultar ventajosa porque tales alimentos proporcionan, a los microorganismos ruminales, un flujo más constante de carbohidratos fermentables mejorando el uso completo de la dieta total. La fibra larga es fermentada en el rumen hasta ácido acético, precursor de la grasa de la leche, haciendo esencial la presencia de cierta cantidad de fibra en la dieta, la cual no debe estar por debajo del 18% de la materia seca.

Las grasas y los aceites, contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, están constituidos por glicerina y ciertos ácidos grasos; contienen menos oxígeno que los carbohidratos, y liberan 2,5 veces más energía que estos.

Los excesos de energía provenientes de la dieta son acumulados por el organismo animal; en los no rumiantes inicialmente en forma de glucosa y luego en forma de grasa. El rumiante en cambio no puede transformar la glucosa en grasa debido a la ausencia de las enzimas ATP-citrotoliasas y NADP-malatodeshidrogenasa, responsables de desdoblar el citrato en oxaloacetato y malato, además de convertir el malato en piruvato, por esta razón depende completamente del acetato y del butirato para la síntesis de grasa. El 90% de la lipogénesis en el rumiante se realiza en el tejido adiposo.  De acuerdo con el grado de saturación por hidrógeno en las moléculas saturadas cada carbono de la cadena se une a dos átomos de hidrógeno y a dos de carbono, tienen un elevado punto de fusión que las hace sólidas. Los ácidos grasos insaturados poseen un doble enlace o más. Cada átomo de carbono se une a un solo hidrógeno y los carbonos se unen por un enlace; por su naturaleza blanda, su punto de fusión es mucho mas bajo.

En el retículo – rumen la mayoría de los ácidos grasos son hidrolizados y saturados. La cantidad y la cantidad de grasa excretada en la leche de los rumiantes puede ser regulada alterando la nutrición animal para inducir a la glándula mamaria a sintetizar la grasa de la leche.

Si se administra demasiada grasa las partículas de fibra quedarían recubiertas dificultando que su superficie pueda ser atacada por las bacterias reduciéndose la digestibilidad de la fibra, aceptándose entre 3 y 5% de la materia seca de la ración. Para que esta situación no se presente y se puedan utilizar mayores niveles de grasas se han diseñado las grasas protegidas, las cuales pasan directamente al abomaso donde son metabolizadas en forma natural.

Las grasas de origen animal son básicamente saturadas, lo cual les permite permanecer en estado sólido a temperatura ambiente y las de origen vegetal son principalmente insaturadas y se mantienen en estado líquido (aceites). El denominado extracto etéreo (EE) incluye grasas, aceites, ceras, ácidos orgánicos, pigmentos, esteroles y vitaminas A, D, E y K.

METABOLISMO ENERGETICO

El valor de un forraje está íntimamente relacionado con la cantidad de energía que aporta; todos los métodos de expresión de energía deberán indicar el valor energético con base en materia seca ya que sin duda el valor de humedad es variable. La diferencia existente entre la energía bruta (EB) y la pérdida fecal se define como energía digestible (ED). No toda la energía digestible es utilizada por el animal, se presentan dos perdidas, la energía evacuada por la orina procedente de los nutrientes absorbidos y la de gas metano generado durante los procesos de fermentación en el retículo – rumen.

La energía metabolizable puede ser destinada al mantenimiento y a la producción de secreción láctea, gestación y ganancia de peso corporal. La energía de la orina y gas metano representan un 19% de la energía digestible.

Para convertir energía digestible en energía metabolizable hay que realizar la operación:

EM = ED x 0.81.

La energía neta es la contenida en la leche y en el incremento de peso siendo idéntica a la energía bruta contenida en el producto formado. La energía metabolizable que no acaba como energía neta se transforma en calor.

CICLOS METABOLICOS

Existen tres ciclos básicos a través de los cuales pasan los compuestos precursores de energía: el ciclo glicolítico, el del ácido tricarboxílico o ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. El primero es anaeróbico y se efectúa en el citosol, mientras que los otros dos son aeróbicos y tienen lugar en la mitocondria. Los puntos de entrada de las moléculas provenientes de los alimentos, son diferentes y las proporciones relativas de estos nutrientes que están en cada punto dependen del tipo de animal, de su estado fisiológico y de la dieta recibida.

Metabolismo de los lípidos: La mayoría de los lípidos ingeridos son triglicéridos; en el intestino son degradados en glicerol y ácidos grasos, con la ayuda de las sales biliares; una vez absorbidos en la mucosa intestinal se reesterifican para volver a formar triglicéridos y junto con el colesterol se dirigen al hígado conformando los quilomicrones, que por acción de la lipoproteinlipasa van deshaciéndose de sus triglicéridos y de las lipoproteínas remanentes hasta llegar finalmente al hígado.

El hígado y el tejido adiposo son los principales centros de síntesis de triglicéridos utilizando los ácidos grasos provenientes de la dieta y el pool de acetil – coenzima A, proveniente de los ácidos grasos almacenados o de la lipogénesis a partir de los carbohidratos. El catabolismo de los lípidos culmina con la producción de ATP, CO2 y agua con la consiguiente liberación de calor. A partir de la hidrólisis de triglicéridos en el tejido adiposo se libera glicerol y ácidos grasos libres (no esterificados). El glicerol es metabolizado por conversión a alfa – glicerolfosfato el cual, a su vez, es oxidado a hidroxiacetona fosfato y luego a glucosa, la cual al ser catabolizada totalmente pasa a CO2 y agua, dando una producción neta de 38 ATP.

SISTEMAS DE EXPRESIÓN DE ENERGIA

Los sistemas de expresión de energía son:

  • Nutrientes digestibles totales

TDN = Proteína digestible + Extracto libre de nitrógeno digestible + Fibra digestible + Extracto etéreo digestible x 2.25.

  • Energía neta de Lofgreen y Gamett estimado en Mcal o Kcal por kilogramo de materia seca.
  • Energía metabolizable propuesto por Blaxter estimado en Mega – julios por kilogramo de materia seca.
  • Combinado de energía neta definido por el ARC expresado en Megajulios por kilogramo de materia seca.

A partir del total de nutrientes digestibles se pueden calcular los valores energéticos utilizando las siguientes formulas:

ED (Mcal/Kg.) = TDN%

EM (Mcal/Kg.) = ED (Mcal/Kg.) x 0.82.

Donde:

ED = Energía digestible

EM = Energía metabolizable

Megacalorias x 4.184 = Megajulios

Otra formula para estimar la energía digestible de un forraje es:

ED = (0.123 x PC) + (0.17 x DIVMS – 12.9 + 0.285).

Donde:

ED = Energía digestible.

PC = Proteína cruda.

DIVMS = Digestibilidad in Vitro de la materia seca.

PROTEINA

Las proteínas son compuestos químicos de elevado peso molecular integrados por cinco elementos en promedio: 53% de carbonos, 22% de oxígeno, 7% de hidrógeno, 2% de azufre y 16% de nitrógeno (obteniéndose los niveles de N y multiplicando por 6.25 se puede estimar la proteína). El rumiante no sintetiza todos los aminoácidos, pero los microorganismos del retículo – rumen lo hacen, cuando forman la proteína microbiana. Las proteínas en el rumiante no son absorbidas como tales sino que pasan a la circulación sanguínea en forma de aminoácidos, liberados en el proceso de digestión dentro del aparato digestivo. Los rumiantes dependen de los aminoácidos esenciales proporcionados por el alimento, pero no necesitan que la dieta cubra los requerimientos completos de cada uno de ellos como en los monogástricos, debido a que los aminoácidos son suministrados por dos fuentes: una, la proteína que escapa a la fermentación ruminal y llega al intestino medio con los aminoácidos intactos, donde atraviesan la pared intestinal ingresando al torrente sanguíneo (proteína no degradada). Otra parte, la constituyen las proteínas de los microorganismos ruminales muertos (proteína microbiana).

Los microorganismos utilizan los alimentos en la construcción de sus propias proteínas, son removidos constantemente del aparato digestivo, con el resto de la digesta; mueren por los ácidos segregados en el cuajar y el animal absorbe los aminoácidos derivados de la proteína microbiana de la misma forma que la proteína no degradada contenida en los pastos. En el rumen hay bacterias y protozoos, la proteína bacteriana tiene una digestibilidad del 74% y es mas baja en Lisina que la de los protozoos que tiene una digestibilidad del 91%. La proteína microbiana tiene un valor biológico alto con un balance de aminoácidos mejor que la mayoría de los vegetales.

El suministro de proteína bruta (PB) se hace por diferentes fuentes de origen vegetal como tortas y harinas de oleaginosas y de origen animal como harina de carne, de pescado, de plumas, de vísceras; otras fuentes de proteínas son los subproductos de cereales como salvado de trigo, repila de arroz y de maíz, afrecho de cebada. Las fuentes proteicas y de nitrógeno no proteico (NNP) son también las deyecciones de aves y la urea.

El nuevo sistema de proteína se basa en los conocimientos acumulados durante muchos años respecto a la forma como los rumiantes aprovechan la proteína. El uso de las mismas, por el rumiante, depende de la energía consumida por el animal ya que la microflora del retículo – rumen sintetiza la proteína microbiana en dependencia directa con la cantidad de energía aportada por la dieta, por esta razón la primera consideración al formular una dieta es el suministro de energía necesaria para alcanzar el nivel de producción deseado.

La cantidad de proteína microbiana disponible se relaciona directamente con el consumo de energía, cuando no satisfaga los requerimientos totales, se debe establecer el balance, con aquella que procede de la dieta que ha pasado por el rumen sin sufrir modificación (proteína no degradada).

Los términos básicos empleados para describir las necesidades de proteína son los siguientes:

  • Proteína cruda: (PC)
  • Nitrógeno no proteico: (NNP)
  • Proteína degradable en el rumen: (PDR)
  • Proteína no degradable en el rumen: (PNDR)
  • Proteína microbial: (PM)
  • Proteína tisular: (PT)

La proteína cruda es igual a la cantidad de nitrógeno multiplicado por 6.25. el nitrógeno no proteico es la cantidad de nitrógeno procedente de sustancias nitrogenadas no proteicas. La proteína degradable en el rumen equivale a la energía metabolizable (MJ x 7.8). La proteína microbial es igual a la proteína degradable en el rumen (PDR) por 0.42; este factor, esta dado, en un 80% por la capacidad de síntesis de aminoácidos procedentes del nitrógeno ruminal, un 75% por la capacidad de absorción de esta proteína a nivel intestinal y por un 70% de la eficiencia en la utilización de esta proteína.

Dejamos aquí por el momento pues el tema es muy extenso. Tal vez lo retomemos pronto.

Acerca de Jairo Serrano

Jairo Serrano es Médico Veterinario Zootecnista. Ha hecho estudios de posgrado en Inseminación Artificial (COLINSEMART, Bogotá), Transferencia de Embriones (CGR, Bogotá) y Ecografía (OVUSEM, México) entre otros. Actualmente cursa estudios de posgrado en Reproducción Bovina con la Universidad Nacional de Córdoba, Argentina y el IRAC. Presta sus servicios a diferentes empresas ganaderas de Santander, Norte de Santander y el Cesár así como también a algunas empresas ganaderas en Centroamérica. Es el director de Prosegan e Instructor de los cursos de reproducción que ofrece esta empresa. Para contactar a este profesional pueden escribir al correo electrónico prosegan@gmail.com o llamar al celular 311 263 8110.

5 Comentarios

  1. Excelente articulo

  2. Excelente articulo lo felicito Dr serrano muy didactico

  3. Adriana Arroyo Arevalo

    Exelente informacion, gracias

  4. Diego Castaño Bardawil

    Dr. Serrano, muy buen artículo, felicitaciones. Estamos esperando la posibilidad de su continuación como lo dice el autor al final del artículo¨Dejamos aquí por el momento pues el tema es muy extenso. Tal vez lo retomemos pronto.¨

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