01/03/2016
Aditivos

Modulación del comportamiento ingestivo en vacas lecheras y su impacto en desempeño productivo

División Innovación LUCTA Zootecnia
Revista: Marzo 2016

selección y variabilidad en la dieta, suficiente tiempo para comer y descansar, estrés calórico) están dentro de los mayores desafíos que enfrentan los productores de leche y sus asesores

 

¿Cuáles son los mayores desafíos a los que se enfrentan los productores de leche y sus asesores?

 

1.    Selección y variabilidad de las dietas

 

En diferentes regiones del mundo, la producción de leche bovina se base en sistemas de alimentación con dietas totalmente mezcladas (TMR por sus siglas en inglés) compuestas por una mezcla de forrajes y granos. Los TMR están diseñados para proveer una dieta balanceada en nutrientes y una presentación homogénea de los ingredientes (DeVries and Gill, 2012).

La selección natural de los granos en detrimento de los forrajes puede conduce a ineficiencias en la utilización de nutrientes y problemas digestivos

 

Sin embargo, la selección natural que hacen las vacas a favor de los granos y en detrimento a los forrajes puede conducir a ineficiencias en la utilización de nutrientes y problemas digestivos como la acidosis subclínica (DeVries and Gill, 2012). Incluso cuando la selección de ingredientes es baja, existe siempre variación y diferencias entre la ración formulada por el nutricionista y la ración consumida por las vacas debido a la variabilidad introducida por los equipos utilizados en el mezclado y el orden de mezcla de los ingredientes (Sova et al., 2014).

 

La variabilidad de los equipos de mezcla de los ingredientes provoca que hayan diferencias entre la ración formulada y la ración consumida por la vaca

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2. Asignación de tiempo de comida

 

La asignación de tiempo a las diferentes actividades de una vaca lechera en sistemas confinados:

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*Dado que el día está compuesto por 24 horas, mantener a las vacas fuera de los corrales más de 3.5 horas/día, las obligaría a sacrificar tiempo para algunas de las actividades claves como consumo de alimento o tiempo de descanso (Grant, 2011).

 

3. Estrés calórico

 

Es sabido también que el clima produce en ciertas condiciones estrés calórico en los animales lo cual impacta negativamente en la producción de leche, el crecimiento y la reproducción del ganado lechero (Baumgard and Rhoads, 2012).

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Si bien los avances en el manejo del medio ambiente (ej. sistemas de enfriado) han aliviado en gran medida el impacto negativo del estrés térmico en el desempeño animal, la producción de leche todavía disminuye en forma marcada durante los meses de verano (Baumgard and Rhoads, 2012). .

Incluir ilustración similar (esta corresponde a un artículo maqutado por nosotros de Lallemand para edición nutriNews junio 2015)

 

Estos 3 escenarios descritos (selección y variabilidad en TMR, suficiente tiempo para comer y descansar, estrés calórico) están dentro de los mayores desafíos que enfrentan los productores de leche y sus asesores (nutricionistas, veterinarios).

Por lo tanto, es fundamental manejar el comportamiento ingestivo y entender profundamente cómo comen las vacas lecheras.

El desarrollo de tecnologías que permitan a los ganaderos y sus asesores mejorar el comportamiento ingestivo de las vacas lecheras tiene beneficios potenciales sobre el desempeño y salud animal que impactan en la rentabilidad del negocio lechero.

 

LA MODULACION DEL COMPORTAMIENTO INGESTIVO COMO ESTRATEGIA PARA MEJORAR LA PRODUCTIVIDAD Y EL BIENESTAR ANIMAL

 

En cualquier especie animal, la modulación del comportamiento ingestivo implica cambios en su patrón de consumo en el corto plazo: distribución, número, tamaño y duración de las comidas (Howie et al., 2009).

La principal regulación del consumo voluntario se encuentra a nivel del sistema nervioso central, donde el cerebro recibe señales hormonales, nerviosas y metabólicas (Cummings and Overduin, 2007).

Frase destacada: Para regular el consumo voluntario, el cerebro debe modular el apetito y dicha regulación ocurre a 2 niveles: central y eje intestino-cerebro.

  • Estos niveles de regulación se corresponden con la vía hedónica (Berridge, 2009) y la vía homeostática (Berthoud, 2011), respectivamente.
  • Ambas vías actúan de forma interrelacionada por lo tanto hay que considerarlas en conjunto al momento de evaluar estrategias cuyo objetivo sea modular el comportamiento ingestivo (Tulloch et al., 2014).

 

 

Vía hedónica

Es la activación (o inhibición) de los centros del placer

La vía hedónica se refiere a la activación (o inhibición) de los centros del placer, es decir, de los sistemas de recompensa situados en el cerebro cuya estimulación promueve el consumo.

La estimulación de los sistemas de recompensa promueven el consumo

Esta vía consta de 2 componentes: uno de anticipación a la respuesta de placer y otro de reacción placentera propiamente dicha que resulta de la experiencia sensorial (Finlayson et al., 2007). Determinadas características sensoriales del alimento (ej. compuestos detectados por los sentidos del gusto y olfato) son capaces de estimular la vía hedónica al ser percibidos por el animal (Roura et al., 2008; Ginane et al., 2011). Las características sensoriales gustativas y olfativas de los alimentos intervienen en los procesos de aprendizaje asociativo y/o social, incluso antes del nacimiento facilitando el aprendizaje prenatal (Clouard et al., 2014). Además de estar estrechamente relacionado con el tipo de información que recibe el animal relativo al contenido nutritivo de la dieta, el gusto es la característica sensorial de los alimentos más fácil de categorizar como hedónico o no hedónico en las distintas especies. Dentro de los gustos básicos reconocidos se encuentran el dulce, el umami, el amargo, el salado y el ácido (da Silva et al., 2014; Liman et al., 2014). El dulce y el umami, los cuales ayudan en la identificación de fuentes de azúcares y aminoácidos, respectivamente, son considerados gustos hedónicos para la mayoría de los animales de granja (Roura y Tedó, 2009; Ginane et al., 2011).

El mecanismo de acción de la vía hedónica involucra la interacción de los compuestos químicos del alimento (ej., azúcares, aminoácidos, minerales) con los receptores gustativos presentes en la cavidad oral. Esto dispara una cascada de eventos a nivel cerebral que culmina con la liberación en los centros de placer de neuropéptidos como dopaminas, opioides y canabinoides (Favreau-Peigné et al., 2013). De los 3 neuropéptidos, los opioides parecen ser los que juegan un rol más relevante en la regulación del comportamiento ingestivo (Montoro et al., 2012). La estimulación del sistema opioide resulta en una mayor aceptación y preferencia de la dieta cuando se le da la opción al animal de escoger y un refuerzo del consumo cuando está ligado a consecuencias post-ingestivas positivas para el individuo.

 

Vía homeostática

Es la Regulación del consumo mediante señales de saciedad y apetito

En la vía homeostática, se regula el consumo voluntario mediante señales de saciedad y de apetito, cuya principal función consiste en optimizar la digestión y la absorción de nutrientes.

La regulación en el corto plazo que influye en la motilidad gastrointestinal y en la secreción de péptidos (hormonas) a lo largo del día

Dicha modulación puede diferenciarse en una regulación de corto o largo plazo (Sobrino et al. 2014). En estrategias de modulación de consumo en animales de producción adquiere especial interés la regulación en el corto plazo que influye en la motilidad gastrointestinal y en la secreción de péptidos (hormonas) a lo largo del día. Por lo tanto, tiene un efecto directo sobre el patrón de consumo, productividad y bienestar animal.

Desde la perspectiva sensorial, se ha avanzado en el conocimiento de la regulación del consumo voluntario por la vía homeostática. La estimulación de sensores localizados en el tracto gastrointestinal, los cuales son idénticos a los receptores gustativos que se localizan a nivel oral, poseen como función principal la detección de nutrientes disponibles (Liou, 2013; Steinert et al., 2013).

Los sensores nutritivos son capaces de regular procesos fisiológicos y metabólicos, tales como el consumo voluntario, la motilidad intestinal, la digestión y la absorción de nutrientes

Los sensores nutritivos son capaces de regular procesos fisiológicos y metabólicos, tales como el consumo voluntario, la motilidad intestinal, la digestión y la absorción de nutrientes, y por tanto, abren la posibilidad a potenciales aplicaciones destinadas a mejorar aspectos productivos (Liu et al., 2013).

Una estrategia para estimular el comportamiento ingestivo a través de la vía homeostática es aumentar la secreción de grelina

La grelina esuna hormona de 26-28 aminoácidos producida en distintas partes del tracto gastrointestinal y que estimula el apetito por ser orexigénica (ThidarMyint et al., 2006; Kaiya et al., 2007).

Para tener actividad biológica, la grelina requiere una modificación enzimática de acilación, lo cual ocurre en solo un 10-20% del total de grelina circulante.

En estudios con terneras, en los que se les inyectó grelina exógena de manera experimental, se demostraron efectos positivos como mejoras en el consumo y en el crecimiento de los animales tratados (ThidarMyint et al., 2006).

En el caso de la estimulación de la secreción de grelina, el mecanismo de acción involucra la activación de sensores gustativos que se encuentran presentes en el tracto gastrointestinal, desde el estómago hasta el colon (Liou, 2013; Steinert et al., 2013), los cuales utilizan los mismos mecanismos de transducción que los receptores gustativos orales: las proteínas α-gustducina o α-transducina.

Por tanto, la respuesta ingestiva esperable con el uso de estrategias sensoriales que utilicen la vía de regulación homeostática, será una modulación del patrón de consumo diario que consistirá en un aumento del apetito (grelina) o en su inhibición (señales de saciedad).

En este sentido, el equipo de Innovación de Lucta Zootecnia ha trabajado ampliamente sobre el uso de estrategias sensoriales que pueden influir en la regulación de ambos tipos de modulación del comportamiento ingestivo (Villalba et al., 2011; Montoro et al., 2012); y en cómo esta modulación es capaz de generar beneficios, tanto productivos como de bienestar animal, en distintas especies y en diferentes estadios productivos (Bargo et al., 2014; Mereu et al., 2013; Merrill, 2013; Montoro et al., 2011; Tedó et al., 2011, 2012).

 

 

INVESTIGACIONES RECIENTES EN EL USO DE ADITIVOS SENSORIALES PARA VACAS LECHERAS

La ciencia sensorial brinda soluciones nutricionales a los desafíos productivos de las vacas lecheras. El uso del aditivo sensorial* desarrollado por Lucta para vacas lecheras fue evaluado en México en un estudio que tuvo como objetivo estudiar el efecto del mismo en el consumo de materia seca (CMS) y producción de leche bajo condiciones de estrés calórico (Bargo et al., 2014).

 

Estudio sobre el uso de aditivos sensoriales en vacas

  • El estudio fue conducido durante 5 semanas en un establo lechero con 570 vacas Holstein en lactancia media.
  • Las vacas fueron divididas en 2 grupos: una dieta TMR control o la misma dieta TMR con 30 g/día de aditivo sensorial.
  • Los resultados demostraron que la suplementación con este aditivo sensorial* aumentó en forma significativa (P <05) el CMS 1.2 kg/día y la producción de leche 2 kg/día (Figura 1).

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Figura 1. Consumo total de material seca (CMS) y producción de leche de vacas bajo estrés calórico alimentadas con un TMR control o con el mismo TMR suplementado con aditivo sensorial.

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Captura de pantalla 2016-03-01 a la(s) 22.31.43La respuesta positiva al aditivo sensorial bajo condiciones de estrés calórico fue coincidente con estudios previos realizados en los EE.UU. con vacas lecheras de alta producción en lactancia temprana en condiciones climáticas no desfavorables (Merril, 2013; Merril et al., 2013).

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Figura 1. Consumo total de materia seca (CMS) y producción de leche de vacas bajo estrés calórico alimentadas con un TMR control o con el mismo TMR suplementado con aditivo sensorial.

 

Estudio previo realizado por Merril y col. en 2013

  • En dicho estudio se evaluó durante 9 semanas el efecto del mismo sobre el CMS, la producción y la composición de la leche y el pH ruminal en vacas Holstein alimentadas con un TMR.
  • Los resultados mostraron que para las vacas multíparas hubo una tendencia significativa a un mayor CMS (+ 1.5 kg/día, P <07) y producción de leche (+ 3.9 kg/day, P < 0.10) cuando el TMR incluyó el aditivo sensorial.
  • En este estudio, además se encontró que las vacas con el aditivo sensorial* tuvieron durante las 9 semanas, un mayor pH en rumen (P <01) (Figura 2) y pasaron menos tiempo del día con pH ruminal por debajo de 5.8 y 5.5 (P < 0.05) (Figura 3).

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Figura 2. pH ruminal promedio de vacas consumiendo un TMR control (línea azul) o el mismo TMR con el agregado de aditivo sensorial (línea roja).

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Figura 3. Tiempo (minutos/día) del pH ruminal por debajo de 5,8 y 5,5 de vacas consumiendo un TMR control (línea roja) o el mismo TMR con el agregado de aditivo sensorial (línea gris).

En conclusión, en vacas lecheras en lactancia temprana y de alta producción, la utilización del aditivo sensorial ayudó a estabilizar pH ruminal y a incrementar el CMS y la producción de leche.

  • La respuesta positiva en CMS y producción de leche al aditivo sensorial encontrada en México y en EE.UU. estuvo asociada a cambios en el comportamiento ingestivo (tamaño y frecuencia de comidas; Mereu et al., 2011; Iglesias et al., 2014) en conjunción con una modulación en el control del consumo de alimento asociada a péptidos reguladores del apetito (ej. grelina; Villalba et al., 2011).

 

Estudio del impacto del consumo en terneros

Captura de pantalla 2016-03-01 a la(s) 22.39.23Mereu et al. (2011) estudió el impacto del aditivo en el consumo de alimento y el comportamiento ingestivo de terneros Holstein.

  • Los animales fueron alimentados a voluntad con heno de raigrás y alimento concentrado en una dieta control o una dieta con aditivo sensorial* (500 g/ton).
  • Cada corral de animales estuvo equipado con comederos individuales conectados a sistemas de registro automático que permitieron monitorear el número de comidas, la duración de cada comida y la cantidad de alimento consumida durante cada comida.
  • Se encontró una interacción significativa entre tratamiento y tiempo (P < 0.01) para el número de comidas: en 8 de los 19 días del estudio los terneros en la dieta con aditivo tuvieron 6% mayor número de comidas (P < 0.05) que aquellos terneros en la dieta control (9.7 vs. 10.3 comidas/día) (Figura 4).
  • Además, el aditivo incrementó (P < 0.01) la tasa de consumo respecto a la dieta control (20.2 vs. 18.9 g/min). En resumen, el aditivo sensorial incrementó la tasa de consumo y el número de comidas por día lo cual indica oportunidades para manejar el comportamiento ingestivo en rumiantes.

 

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Figura 4. Efecto del aditivo sensorial en el número de comidas de terneros Holstein.

 

Estudio reciente sobre comportamiento ingestivo en vacas

  • Un estudio más reciente (Iglesias et al., 2014) conducido con 6 vacas secas Holstein evaluó el efecto del aditivo sensorial* en el comportamiento ingestivo.
  • Las vacas fueron asignadas al azar a 2 tratamientos: TMR control o el mismo TMR con aditivo sensorial (dosis: 15 g/vaca/día).
  • El TMR fue formulado para aportar los nutrientes requeridos por vacas secas según las recomendaciones del NRC (2001).
  • Las vacas fueron alimentadas a voluntad con 4 alimentadores automáticos, por lo tanto el consumo y momento de consumo fueron registrados automáticamente.
  • El CMS no fue afectado (P >05) por los tratamientos pero el comportamiento ingestivo sí lo fue: las vacas que recibieron el aditivo disminuyeron (P < 0.05) el tiempo dedicado a comer mientras que incrementaron (P < 0.05) la tasa de consumo en comparación con las vacas que consumieron la ración control.
  • Ni el número de comidas ni el tamaño de cada comida difirió (P >05) entre tratamientos (Tabla 1).

Estos datos demuestran que el aditivo sensorial* incrementa la tasa de consumo sin afectar el CMS total en vacas lecheras secas.

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Tabla 1. Comportamiento ingestivo de vacas lecheras secas alimentadas con un TMR control o el mismo TMR con el agregado de aditivo sensorial.

 

Estudio del uso de aditivos sensoriales en pequeños rumiantes

Finalmente, en un estudio conducido por Villalba et al. (2011) con pequeños rumiantes (corderos), el modo de acción de diferente aditivos sensoriales fue evaluado midiendo diferente hormonas proteicas de saciedad y apetito.

La grelina, cómo se mencionó previamente, es un péptido orexigénico que en los rumiantes específicamente es sintetizado en abomaso, intestino delgado y rumen (Roche et al., 2008).

La secreción de grelina es pulsátil (alta antes de las comidas y baja después de las comidas) y determina la iniciación de una comida (Roche et al., 2008).

El efecto positivo de la grelina sobre el consumo ha sido reportado en rumiantes incluyendo ganado de carne (Wertz-Lutz et al., 2008) y en vacas lecheras (Seahan et al., 2013).

El estudio de Villalba et al. (2011) encontró un incremento en la concentración de grelina circulante cuando el aditivo sensorial* fue incluido en el alimento de los corderos (Figura 5).

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Figura 5. Efecto del aditivo sensorial en la concentración de grelina.

Esto sugiere que el aditivo sensorial* afecta el comportamiento ingestivo y el consumo de alimento a través de modificaciones en la secreción de péptidos como la grelina.

El aditivo sensorial* testado fue ProEfficient 8TM

 

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