En los rumiantes, como en los monogástricos, las necesidades de nitrógeno de los tejidos son cubiertas por los aminoácidos que, a su vez, son absorbidos por el intestino delgado. Como resultado de esta actividad, el modo de utilización de las proteínas por los rumiantes difiere bastante del que tiene lugar en los animales monogástricos. Los microorganismos del rumen se caracterizan por su gran capacidad para sintetizar todos los aminoácidos, incluyendo los esenciales, necesarios para el animal. Es por esto que el ganado es menos dependiente de la calidad de la proteína ingerida.
Los microorganismos de estos animales utilizan el nitrógeno proveniente de fuentes de nitrógeno no proteico (NNP) para sintetizar la proteína microbiana, gracias a esta capacidad, se puede administrar en la dieta de los rumiantes parte de aquel nitrógeno no proteico en reemplazo de las proteínas. Un ejemplo de ello son las fuentes como la urea, sales de amonio y biuret (Bondi, 1988).
Como los microorganismos del rumen (principalmente bacterias y hongos) se adhieren a las partículas del alimento del animal, estos pasan junto con las proteínas de la ración no modificadas en el retículo-rumen, a través del omaso y abomaso, en este último, por acción de las enzimas digestivas son hidrolizadas hasta convertirse en aminoácidos que luego son absorbidos por el intestino delgado. En pocas palabras, para el aporte de los aminoácidos esenciales, los rumiantes dependen de la proteína microbiana y de la proteína de la ración que escapa a la digestión en el rumen.
Las vacas lecheras y los animales jóvenes en crecimiento tienen altos requerimientos y su producción depende de que cierta cantidad de proteína de la dieta pase al rumen sin degradarse, además de la fuente de proteína microbiana dependiente de la energía disponible en rumen. Por lo tanto, la nutrición proteica del rumiante nos exige considerar simultáneamente dos tipos de necesidades: las de los microorganismos del rumen y las del animal “per se” (Astibia et al., 1982).
Para satisfacer las necesidades de proteína de los animales en crecimiento, en terminación o con altos niveles de producción de leche, es necesario suplementar sus dietas con fuentes exógenas de nitrógeno (Kilkenny, 1978 y Leaver, 1978). Nocek y Russell (1988) establecen que existe una relación entre la suplementación nitrogenada y el consumo de energía, dado que, si se favorece la síntesis microbiana por medio de la suplementación proteica, se incrementa la digestibilidad, la tasa de pasaje y el consumo de materia seca (MS). De esta forma, se generan mayores cantidades de productos de la fermentación ruminal disponibles para el animal (proteína bacteriana y AGV), por unidad de materia seca consumida y por unidad de tiempo.
Los compuestos con nitrógeno no proteico pueden utilizarse satisfactoriamente en cierta cantidad como sustitutos de la proteína, tanto en el engorde de bovinos como en la alimentación de vacas lecheras, para ello, se utiliza principalmente: amoníaco, urea, biuret, fosfato diamónico y sulfato de amonio. El empleo adecuado de urea y en general de NNP como substituto parcial de la proteína en la nutrición de los rumiantes resulta beneficioso, siempre que se aporte una adecuada cantidad de energía, ya sea proveniente de la fermentación de la fibra en el rumen, como suplementada vía carbohidratos no fibrosos (almidón y azúcares).
La urea es la fuente más económica de nitrógeno, es un polvo blanco, cristalino y soluble en agua cuyo principal uso es como fertilizante, pero se ha extendido a la nutrición del ganado. En la actualidad, se presenta en el mercado en forma granulada y perlada, siendo esta última la más recomendable para su uso en alimentación animal por su facilidad para mezclarse con otros ingredientes de la dieta. La urea es una fuente de NNP de muy alta solubilidad en el rumen, el pico de producción de amoníaco ocurre entre 30 – 120 minutos después de la ingestión y su aprovechamiento para la síntesis de proteína microbiana dependerá, entre otros factores, del aporte simultáneo de energía en el rumen.
La clave para suplementar con urea radica en asegurar un nivel constante de nitrógeno amoniacal en el rumen, a fin de maximizar el metabolismo microbiano. Por otra parte, la urea puede hidrolizarse a amoníaco más rápido que lo que las bacterias pueden convertirla en proteína. Ello dependerá, por un lado, de la frecuencia de consumo del suplemento durante el día y de la cantidad consumida y, por otro lado, de la fracción de NNP presente en la dieta base. En planteos de alimentación en feedlot, es posible asegurar el consumo regular de urea durante el día, pero en pastoreo (vacas lecheras, por ejemplo) el suministro se reduce a una o dos veces por día, provocando picos de producción de amoníaco que difícilmente pueden ser aprovechados por las bacterias, dado que no se sincroniza el aporte de energía y nitrógeno (Kolb, 1971).
Son precisamente estos excesos de amoníaco los que a veces generan episodios de intoxicación, pues el sistema hepático no alcanza a convertirlo en urea para eliminarlo en la orina. La intoxicación por amoniaco genera una alcalosis y los síntomas clínicos presentados por este tipo de anomalía fisiológica son: salivación excesiva, dificultad para respirar, alteración de la coordinación motora, temblores musculares, timpanismo, convulsiones, mugidos, rigidez en las patas delanteras y finalmente la muerte. Si no se trata inmediatamente, el animal morirá en un lapso de 3 horas. En los bovinos, el tratamiento común de este tipo de intoxicación consiste en suministrar por vía oral una solución de 2 o 3 litros de vinagre disueltos en 20 o 30 litros de agua fresca, antes que el animal alcance la etapa de rigidez muscular.
En las tres últimas décadas, la tecnología de recubrimiento ha sido utilizada en la fabricación de productos de urea de liberación controlada (ULC), que se degradan a menor velocidad en el rumen, como solución potencial para mejorar la sincronización del amoniaco ruminal en la digestión de la energía para la síntesis de proteína microbiana. Estos productos habitualmente se encuentran disponibles para suministrarlos a todas las especies de rumiantes (el ganado vacuno, los búfalos, las ovejas y las cabras).
Optigen® II de Alltech es un producto de urea de liberación controlada (ULC) , un compuesto de urea con el recubrimiento uniforme de una matriz lipídica semipermeable vegetal con 88% de urea (41% N, 256% PB) y 11-12% de grasa. El recubrimiento lipídico de la ULC ralentiza la disolución de la urea, con la consiguiente reducción de la tasa de conversión de urea en amoniaco en el rumen (Garcia et al., 2007). Salami, et al (2020), llevaron a cabo un metaanálisis con información de 17 trabajos experimentales en los que se evaluó el impacto de Optigen II sobre el consumo de materia seca (CMS), el consumo de proteína bruta (CPB), la ganancia de peso vivo (GPV) y la eficiencia alimenticia (EA) en ganado de carne. Ellos encontraron que no hubo efecto de la suplementación con Optigen sobre CMS y CPB, la suplementación GPV (+92 g/d/animal) y la eficiencia alimenticia (+12 g GPV/kg CMS/animal) mejoró. La suplementación con Optigen II en la dieta del ganado en crecimiento mostró mejoras consistentes en la GPV y la EA de ganado de carne.
De igual forma, Salami et al (2021), llevaron a cabo un metaanálisis para evaluar los efectos de reemplazar las fuentes de proteína vegetal por Optigen sobre el rendimiento productivo de las vacas lecheras. Se utilizaron datos de 17 experimentos con 44 comparaciones de dietas (control vs. Optigen). La suplementación con Optigen disminuyó el consumo de materia seca (CMS, -500 g/d) y la ingesta de N (IN, -20 g/d). No hubo ningún efecto significativo sobre el rendimiento de la leche, la leche corregida en grasa, la leche corregida por energía, ni en la grasa de la leche ni en la composición de la proteína. Sin embargo, la suplementación con Optigen mejoró (P < 0.05) la eficiencia alimentaria (+3%) y la eficiencia del uso del N (EUN, +4%). Los análisis de regresión revelaron que aumentar el nivel de inclusión de Optigen disminuyó el CMS y la IN mientras que aumentar la proteína bruta (PB) de la dieta aumentó ambos parámetros. Sin embargo, la producción de leche y la eficiencia alimentaria aumentaron, en respuesta a los niveles crecientes de inclusión de Optigen y de PB de la dieta. La EUN tuvo una relación positiva con el nivel de Optigen mientras que la EUN disminuyó con el aumento de la PB de la dieta.
Optigen es una alternativa para la suplementación de nitrógeno en ganaderías donde las pasturas presentan bajos contenidos de proteína cruda y, por ende, el aprovechamiento de los forrajes es limitado por la baja digestibilidad de la dieta. Su uso es seguro gracias a la liberación controlada del nitrógeno y puede contribuir a una producción sostenible de leche a través de la mejora de la eficiencia de la producción y la reducción del impacto sobre el medio ambiente debido a una menor excreción de nitrógeno en el estiércol.
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Referencias bibliográficas
Astibia, O.R.; Cangiano, C.A.; Cocimano, M.R. y Santini, F.J (1982) Utilización del nitrógeno por el rumiante. Rev. Arg. Prod. Anim. 4(4): 373-384.
Bondi, A. A (1988) Nutrición animal: Metabolismo proteico de los rumiantes, pág. 155
Garcia-Gonzalez, R, Tricarico, J, Harrison, G, Meyer, M, McLeod, K, Harmon, D, Dawson, K (2007) Optigen® is a sustained release source of non-protein nitrogen in the rumen. J. Anim. Sci. 2007, 85, 98.
Kilkenny, J (1978) Utilization of maize silage for beef production. Agricultural Research Council, London; 239-262.
Kolb, E (1971). Microfactores en nutrición animal, pág. 60.
Leaver, J (1978) Utilization of maize silage by dairy herd replacement. Agricultural Research Council, London; 297-322.
Nocek, J y Russell, J (1988). Protein and energy as an integrated system. Relationship of ruminal protein and car-bohydrate availability to microbial syntesis and milk production. J. Dairy Sci. 71: 2070-2107.
Salami SA, Moran CA, Warren HE, Taylor-Pickard J (2020) Metaanálisis de los efectos de la suplementación con urea de liberación controlada en el rendimiento del ganado vacuno de carne. Animals 2020, 10, 657; doi:10.3390/ani10040657
Salami SA, Moran CA, Warren HE, Taylor-Pickard J (2021) Meta-analysis and sustainability of feeding slow-rele ase urea in dairy production. PLoS ONE 16(2): e0246922. https://doi.o rg/10.1371/journal.pone. 0246922