26 Jun 2020

Modificadores de la fermentación ruminal: Fitonutrientes



Hay muchos factores que podrían alterar la ecología del rumen, por ejemplo, una dieta alta en grano y baja en fibra. Los aditivos como antibióticos o químicos y las sustancias buffers  pueden mejorar eficiencia de fermentación ruminal a través del mantenimiento pH en el rumen. Éste es considerado un factor primordial para mantener una salud ruminal óptima y, por ende, mejorar los parámetros productivos. El pH por debajo de 5.5, así como las fluctuaciones constantes en el pH ruminal, afectan dramáticamente a los microorganismos y, en consecuencia, a los procesos fermentativos.

Las micotoxinas y las endotoxinas tienen una acción conjunta

Otro aspecto que ha recibido considerable atención y en cual se ha investigado mucho, tiene que ver con la producción de metano en los rumiantes. La síntesis de este gas a partir de la fermentación ruminal no solo puede traer aparejado consecuencias negativas al medio ambiente, sino que también, genera una pérdida de energía por el animal que oscila entre el 8 al 12% del total de energía ingerida con la dieta.

Los fitonutrientes son metabolitos secundarios producidos por los vegetales como agentes de defensa propia, que podrían usarse para la inhibición de grupos de microorganismos específicos en el rumen y  modificar su fermentación.

Se ha demostrado que los fitonutrientes afectan la fermentación ruminal, especialmente disminuyendo la concentración de ácido acético y aumentando la de propiónico, reducen la población de protozoos ruminales y los microorganismo productores de metano.

Estas propiedades antimicrobianas de los fitonutrientes se atribuyen a la hidrofobicidad de sus compuestos activos.

El término fitonutrientes es muy amplio, y podemos encontrar numerosos compuestos con variables composiciones químicas y funciones. En este artículo nombraremos a aquellos que más se investigaron en el área de rumiantes.

 

 

Algunos fitonutrientes fenólicos como el cinamaldehído, eugenol y pimiento, disminuyen la producción de acetato y aumentan las concentraciones de propionato en el contenido ruminal. Esta situación resulta beneficiosa, debido a que el propionato mejora la eficiencia del uso de energía en la dieta al aumentar suministro de glucosa a través de gluconeogénesis, y, además, el aumento concentración de propionato se asocia con disminución producción de metano en rumiantes. Como hemos mencionado previamente, una menor producción de metano equivale mayor energía del alimento que queda disponible para el animal.

Estos efectos ruminales de los fitonutrientes son similares a los modificadores ruminales convencionales como la monensina. Como antibiótico ionóforo, la monensina inhibe selectivamente las bacterias grampositivas, lo que resulta en una disminución del acetato y un aumento concentraciones de propionato en el rumen.

Yang et al. (2010) suplementaron 400, 800 o 1,600 mg de cinamaldehído/día/animal en un estudio con 70 novillos de un año y observaron que el tratamiento aumentó el consumo de materia seca y las ganancias diarias de peso de forma cuadrática durante los primeros 28 días. En las vacas lecheras, la suplementación con cinamaldehído no afectó el DMI, el rendimiento de la leche o la composición de la leche en los experimentos de diseño cruzado con períodos de 28 días (Benchaar et al., 2008b; Benchaar, 2016). Esta diferencia en los resultados, probablemente sea debida a la necesidad de mayores dosis en los vacunos lecheros por presentar una mayor actividad metabólica. Otra causa probable podría deberse a las diferencias en el pH ruminal entre el ganado de carne y el de leche.

 

Oleorresina de Capsicum

Probablemente el fitonutriente más estudiado en rumiantes ha sido la Oleoresina de capsicum. El género capsicum es un producto originario de América y comprende alrededor de doscientas variedades.

Las oleorresinas son extractos de naturaleza oleosa, obtenidos de especias o diferentes plantas que proporcionan a los productos color, sabor y percepción picante. La capsaicina es el principal componente activo de la oleoresina del Capsicum, tiene una estructura fenólica y ha demostrado tener efectos antimicrobianos en el rumen y modificar la fermentación ruminal.

En bovinos de carne, la oleoresina de capsicum se utiliza como un aditivo para disminuir la proporción de acetato y aumentar la concentración de amonio. A su vez, también se encontraron aumentos en el consumo de alimento en esta especie.

En el vacuno lechero, por el contrario, aún no se ha podido demostrar el efecto de la oleoresina del  Capsicum en el microbioma ruminal pero sí en el propio animal. Por ejemplo, la infusión abomasal de oleoresina de Capsicum aumentó un subtipo de linfocitos T relacionados a la inmunidad adaptativa. Además, se encontró en un grupo de vacas en lactancia, una tendencia a mejorar la producción de leche y la eficiencia de conversión (kg de alimento/kg de leche), cuando se administró oleoresina de Capsicum protegida, para evitar su degradación ruminal (Harper y col., 2018).

 

La administración de oleoresina de Capsicum protegida en la dieta de vacas lecheras, disminuyó la concentración de insulina en suero, sin generar cambios en la concentración de glucosa. Estos datos sugieren que, al disminuir la secreción de  insulina mediante el aporte de oleoresina de Capsicum protegida (dosis de 100 a 200 mg/día), quedaría mayor cantidad de glucosa disponible para la producción láctea.

 

Efectos de los fitonutrientes en el animal hospedador

El interés original en los fitobióticos en la nutrición de rumiantes se centró en sus efectos moduladores en la microbiota ruminal y la fermentación. Sin embargo, a través de numerosos estudios realizados principalmente en especies no rumiantes, se ha comprobado que algunos fitonutrientes ejercen modificaciones en el animal húesped, incluidos los efectos sobre la inmunidad, el estrés oxidativo y la regulación de la insulina. Se espera que se exhiban efectos similares en rumiantes si los fitobióticos lograsen evitar la degradación microbiana ruminal.

Algunos fitobióticos fenólicos son resistentes a la degradación microbiana en el rumen. Según Oh et al. (2016), la fuga ruminal de capsaicina se estimó entre 15 y 33% dependiendo de la dosis en vacas lecheras. De acuerdo con Franz et al. (2010), aproximadamente el 60% de menthone, timol y carvacrol se recuperaron después de 24hs de incubación con fluido ruminal en un estudio de cultivo continuo.

 

 

En un experimento, la oleorresina de Capsicum en la dieta aumentó el número de neutrófilos y eosinófilos y la relación de neutrófilos a linfocitos en sangre periférica en vacas lecheras (Oh et al., 2015). Además, la fagocitosis de neutrófilos también se incrementó con la oleorresina de Capsicum.

Los efectos proinflamatorios observados de los fitobióticos pueden estimular las respuestas inmunitarias, lo que podría ser beneficioso para las vacas lecheras que experimentan supresión inmunitaria, por ejemplo, durante el período de transición.

A su vez, los fitobióticos pueden servir como antioxidantes al reducir las especies reactivas de oxígeno: una molécula de capsaicina elimina 2 radicales peroxilo utilizando su grupo hidroxilo fenólico. Además, se ha informado que los compuestos fenólicos aumentan los antioxidantes endógenos, incluida la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT) y la glutatión peroxidasa.

En estudios recientes, el aceite de enebro aumentó la actividad de SOD en cabras en crecimiento (Yesilbag et al., 2016) y una mezcla de taninos hidrolizables, saponinas esteroidales y glicoalcaloides aumentaron la actividad de la peroxidasa GSH, CAT y la glutatión-S-transferasa en cabras (Choubey et al., 2016).

 

Conclusiones

Es posible que a través del uso de los fitonutrientes se logre aumentar la eficiencia de alimentación y mejorar la productividad de los animales, sin la necesidad recurrir al uso de antimicrobianos.

La regulación de los fitonutrientes sobre las citocinas, las proteínas de fase aguda, las células inmunes de la sangre y el estado de estrés oxidativo, incluida la peroxidación lipídica y los antioxidantes endógenos, pueden ser beneficiosos para la inmunodepresión y la enfermedad inflamatoria en las vacas lecheras.

Además, a través de efectos sobre la secreción y la sensibilidad a la insulina de estos compuestos, se podría afectar positivamente el reparto de energía para la producción de leche.

Los datos iniciales son alentadores, sin embargo aún deben generarse más estudios dilucidar completamente sus efectos fisiológicos en vacas lecheras lactantes♦

 



REVISTA NUTRINEWS +


Sección técnica

Materias Primas

Noticias sectoriales

 
 

REVISTA

nutriNews Junio 2020

ARTÍCULOS DE REVISTA



 
 







Ver otras revistas


 

Regístrate a nuestro newsletter

Obtenga acceso completo a todas las revistas en versión digital y a los newsletters.



 

Entrevistas
nutriNews en
Youtube