Microorganismos Ruminales, la Síntesis de Proteínas y el uso de proteínas de sobrepaso


Octubre de 2018

Autor: Equipo Editorial INTAGRI

La ausencia de oxígeno en el rumen favorece el crecimiento de microorganismos celulóticos,  que pueden degradar las paredes celulares de plantas para producir azucares simples. Los microorganismos fermentan la glucosa para obtener la energía para crecer y producen ácidos grasos volátiles (AGV) como productos finales de fermentación. Los AGV atraviesan las paredes del rumen y sirven como fuentes de energía para los rumiantes. 

La nutrición de rumiantes comprende la nutrición de dos ecosistemas, el ecosistema ruminal, compuesto de bacterias, hogos y protozoarios; cuyas demandas y propiedades nutricionales son para sí mismo y sus productos finales son la principal fuente de nutrimentos para los tejidos del rumiante, siendo este, el segundo ecosistema. De tal forma, los requerimientos proteicos del animal son cubiertos por la proteína microbiana sintetizada en el rumen y por proteína de la dieta que escapa la degradación ruminal. La cantidad de proteína microbiana sintetizada está directamente influenciada por el nivel de carbohidratos digestibles en la dieta.

Los factores que influyen en el crecimiento microbiano son: Temperatura y pH ruminal, las características del alimento, frecuencia de alimentación, disponibilidad de carbohidratos, presión osmótica y tensión superficial en rumen, tasa de dilución ruminal, proteína degradable, grasa insaturada, recambio de protozoarios, proporción de: bacterias / protozoarios / hongos).

Se ha mostrado que la proteína consumida por los rumiantes es degradada por las bacterias y protozoarios en el retículo-rumen, una fracción de la proteína se escapa al rumen, pero la mayoría es degradada a aminoácidos y péptidos que son degradados por enzimas para liberar amoniaco; la liberación de amoniaco (NH3), que es utilizado por los microorganismos ruminales para la síntesis de proteína celular. Las concentraciones ruminales de NH3 son afectadas por la solubilidad y tasa de pasaje de las fuentes nitrogenadas de la dieta. Si el NH3 está en exceso sobre las necesidades de los microorganismos, entonces éste va a ser absorbido a través de las paredes ruminales y convertido a urea en el hígado. La proteína microbiana más la proteína de la dieta que escapa al rumen (proteína de sobrepaso) proveen de aminoácidos al animal.

Debido a la toxicidad potencial del amoniaco sobre los tejidos, el hígado puede remover esencialmente todo el amoniaco que le llega y utilizarlo en la síntesis de aminoácidos, urea u otros compuestos nitrogenados. Los microorganismos no solamente sintetizan proteína a partir de la proteína del alimento degradado, también pueden hacerlo a partir de la urea reciclada al rumen. El tejido gastrointestinal también sintetiza proteína para exportación y también proteína para el recambio del epitelio intestinal.

Las alteraciones de la dieta, altera no solo la población microbiana ruminal, sino también, muchos otros factores interrelacionados como la utilización del nitrógeno, celulolisis, producción de ácidos grasos volátiles (AGV), hidrogenación de ácidos grasos, metanogénesis, degradación del almidón, pH ruminal, potencial redox, osmolaridad ruminal, síntesis de colina y toxinas, entre otros.

Proteína de sobrepaso

La proteína dietaria que entra al rumen puede ser fraccionada y convertida por los microorganismos a AGV y NH3, o puede escapar la degradación y ser digerida y absorbida en el intestino delgado como aminoácidos. La proteína de sobrepaso, se refiere al porcentaje de proteína que no se estanca en el rumen y por lo tanto no es digerida por los microorganismos y que a través de la ranura esofágica llega intacta al abomaso sin mezclarse completamente con el contenido ruminal y llega intacta al intestino para su absorción.

 
Metabolismo de las proteínas de sobrepaso en el rumiante

Figura 2. Metabolismo de las proteínas de sobrepaso en el rumiante. Fuente: Ceballos 2016.

 

En la mayoría de los ingredientes utilizados en la alimentación animal, predominan cuatro tipos de proteína de sobrepaso, éstas son albúminas, globulinas, prolaminas y gluteínas; las dos primeras, de bajo peso molecular, solubles en el fluido ruminal y se encuentran normalmente en alimentos de origen vegetal. Las prolaminas y gluteínas son de alto peso molecular y contienen grupos disulfuros, por lo que su solubilidad en fluido ruminal es baja y sobrepasan en mayor proporción el rumen. Las prolaminas se encuentran con mayor frecuencia en los subproductos de origen animal y las gluteínas se localizan principalmente en el maíz.

Existe una gran variedad de subproductos de origen animal que pueden ser utilizados en la alimentación de rumiantes como fuente de proteína no degradable en rumen (PNDR), tales como la harina de carne, harina de sangre, harina de plumas y harina de pescado. El valor de los productos proteicos de origen animal se basa principalmente en su contenido de proteína de sobrepaso o escape ruminal. El perfil de aminoácidos en la PNDR debe incluir aminoácidos esenciales tales como la metionina y lisina. Las proteínas pueden ser protegidas mediante tratamientos físicos y químicos para reducir su solubilidad e incrementar la cantidad de aminoácidos digeridos en el intestino delgado. La alimentación con varias fuentes de proteína de escape provoca un mejor comportamiento del animal, que cuando se ofrece una sola fuente proteica.

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INTAGRI. 2018. Microorganismos Ruminales, la Síntesis de Proteínas y el uso de proteínas de sobrepaso

Serie Ganadería, Núm. 06. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 3 p.

Fuentes Consultadas

Agencia de Cooperación Internacional del Japón. 2016. Instituto nacional tecnológico, Nicaragua. Manual de Nutrición animal.

Agencia de Cooperación Internacional del Japón. 2016. Instituto nacional tecnológico, Nicaragua. Manual de pastos y forrajes.

Ceballos M.A. 2016. Urea en leche: uso, interpretación y relación con la proteína láctea. International Seminar on Milk and Meat Competitiveness, At Medellin, Antioquia.

González C.C. 2014. Nutrición animal. Universidad de Belgrano, Buenos Aires, Argentina.

Mejía J.H.; Mejía I.H. 2007. Nutrición proteica de bovinos productores de carne en pastoreo. Acta Universitaria, 17 (2) pp. 45-54.

Trujillo A.I.; Uriarte G. 2008. Valor nutritivo de las pasturas. Facultad de Agronomía, Universidad de la república. Uruguay.

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