Instituto Babcock para la Investigación y Desarrollo Internacional de

la Industria LecheraEsencialesLecheras

Universidad de Wisconsin-Madison

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Instituto Babcock

W. Terry HowardDepartamento de Ciencia de Ganado Lechero

INTRODUCCION

La vaca lechera y otros animales comoovejas, cabras, b�falos, camellos y jirafasson herb�voros cuyas dietas est�ncompuestas principalmente de materiavegetal. Muchos herb�voros tambi�n sonrumiantes. Los rumiantes se identificanf�cilmente porque mastican la comidamucho a�n cuando no ingieren alimentos.Esta acci�n de masticar se llama ÒrumiaÓ yes parte del proceso que le permite alrumiante obtener energ�a de las paredes delas c�lulas de las plantas, que tambi�n sellama fibra.

ADAPTACION PARA UTILIZAR FIBRA YNITROGENO NO-PROTEINA

La fibra es la estructura que les da fuerzay rigidez a las plantas y es el componenteprincipal de los tallos de gram�neas y otrasplantas. Los az�cares complejos (celulosa yhemicelulosa) se encuentran encerrados enlas paredes de las c�lulas haci�ndolosinaccesibles a los animales no-rumiantes.Sin embargo, la poblaci�n de microbios quevive en el ret�culo y el rumen (Figura 1) lepermite a la vaca obtener energ�a de lafibra.

Compuestos de nitr�geno no-prote�co(NNP) no pueden serutilizados por losanimales no-ruminan-tes, pero las bacteriasdel rumen los utilizancomo precursorespara la s�ntesis deprote�na. La vaca sebeneficia de losamino�cidos de laprote�na bacterianaque resulta de lassustancias de nitr�-geno en los alimentos.

LOS CUATROESTOMAGOS

Retículo y rumenEl ret�culo y rumen

son los primeros pre-estomagos de losr u m i a n t e s . E l

Rumen

AbomasoOmaso

Reticulo

Intestino grandeIntestino delgado

Vejiga

Pubis

Boca

Esofago

Figura 1: El sistema digestivo de una vaca incluye cuatro est�magos.El rumen se asemeja a un lago atravesado por un r�o en una de susesquinas.

Esenciales LecherasÑNutrici�n y Alimentaci�n

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contenido del ret�culo se mezcla con los delrumen casi constantemente (una vez porminuto). Los dos est�magos comparten unapoblaci�n densa de microorganismos(bacterias, protozoos y fungi) y se llamanfrecuentemente el "ret�culo-rumen." Elrumen es un vaso de fermentaci�n grandeque puede contener hasta 100-120 Kg. demateria en digesti�n. Las part�culas de fibrase quedan en el rumen de 20 a 48 horasporque la fermentaci�n bacteriana es unproceso lento.

El ret�culo es una intersecci�n de caminosdonde las part�culas que entren o salgan delrumen se separan. S�lo las part�culas de untama�o peque�o (<1-2 mm) o que sondensas (>1.2 g/ml) pueden seguir al tercerestomago.

OmasoEl tercer estomago u omaso es un saco con

forma de bal�n y tiene una capacidad deaproximadamente 10 Lts. El omaso es un�rgano peque�o que tiene una altacapacidad de absorci�n. Permite el reciclajede agua y minerales tales como sodio yf�sforo que pueden volver al rumen por lasaliva. El omaso no es esencial, sin embargoes un �rgano de transici�n entre el rumen yel abomaso, que tienen modos muydiferentes de digesti�n.

AbomasoEl cuarto est�mago es el abomaso. Este

est�mago se parece al est�mago de losanimales no-rumiantes. Secreta �cidosfuertes y muchas enzimas digestivas. En losanimales no-rumiantes, los primerosalimentos se digieren en el abomaso. Sinembargo en los rumiantes, los alimentosque entran el abomaso se componenprincipalmente de part�culas de alimentosno-fermentadas, algunos productos finalesde la fermentaci�n microbiana y losmicrobios que crecieron en el rumen.

LAS BACTERIAS DEL RUMEN

El rumen provee un ambiente apropiado,con un suministro generoso de alimentos,para el crecimiento y la reproducci�n de losmicrobios. La ausencia de aire (ox�geno) enel rumen favorece el crecimiento deespecies de bacterias especiales, entre ellaslas que pueden digerir las paredes de lasc�lulas de plantas (celulosa) para produciraz�cares sencillos (glucosa). Los microbiosfermentan glucosa para obtener la energ�apara crecer y producen �cidos grasosvol�tiles (AGV) como productos finales defermentaci�n. Los AGV cruzan las paredesdel rumen y sirven como fuentes de energ�apara la vaca.

Mientras van creciendo los microbios delrumen producen amino�cidos; estos son losladrillos fundamentales con los cuales sesintetizan las prote�nas. Las bacteriaspueden utilizar amon�aco o urea comofuentes de nitr�geno para produciramino�cidos. Sin la conversi�n bacteriana,el amon�aco y la urea le son in�tiles a lavaca. Sin embargo, las prote�nas bacterianasproducidas en el rumen se digieren en elintestino delgado y constituyen la fuenteprincipal de amino�cidos para la vaca.

ALGUNAS DEFINICIONES

Absorci�n es el pasaje de los productos dedigesti�n y otras sustancias sencillas desdeel tracto digestivo hacia la sangre.

Cuadro 1: Utilizaci�n de varias fuentes deenerg�a y nitr�geno por rumiantes y no-rumiantes

Ejemplode

alimento

No-rumiante

(cerdo, ave)

Rumiante(vaca,oveja)

ENERGIA Az�cares Melaza + + Almid�n Ra�ces + + Celulosa Pajas 0 ±NITROGENO NNP1 Urea 0 + Prote�na verdadera

Soja + +

1 NNP = nitr�geno no-prote�conitr�geno no-prote�co; + totalmente disponible ±parcialmente disponible, 0 no disponible

1 - Digesti�n en la Vaca Lechera

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LOS ORGANOS DEL TRACTO DIGESTIVO Y SUS FUNCIONES

1 - Rumia (destrucción de partículas) y producción de saliva(amortiguadores)

¥ La rumia reduce el tama�o de las part�culas de fibra y exponelos az�cares a la fermentaci�n microbiana.

¥ Producci�n de 160-180 litros de saliva cuando una vaca mastica6-8 horas por d�a, pero menos de 30-50 litros si el rumen no seestimula (demasiado concentrado en la dieta).

¥ Los amortiguadores en la saliva (bicarbonato y fosfato)neutralizan los �cidos producidos por la fermentaci�nmicrobiana, manteniendo una acidez neutral que favorece ladigesti�n de fibra y el crecimiento de microbios en el rumen.

2 - Retículo-rumen (fermentación)¥ Retenci�n de part�culas de forrajes largas que

estimulan la rumia.¥ La fermentaci�n microbiana produce (1) �cidos

grasos vol�tiles (AGV) como producto final de lafermentaci�n de celulosa y hemicelulosa y otrosazucares y (2) una masa de microbios conprote�na de una alta calidad.

¥ Absorci�n de AGV a trav�s de pared del rumen.Los AGV se utilizan como la fuente principal deenerg�a para la vaca y como precursores de lagrasa de la leche (triglic�ridos) y az�cares de laleche (lactosa).

¥ Producci�n de hasta 1000 litros de gases cada d�aque se eliminan a trav�s del eructo.

3 - Omaso (reciclaje de algunos nutrientes)¥ Absorci�n de agua, sodio, f�sforo y AGV residuales.

4 - Abomaso (digestión ácida)¥ Secreci�n de �cidos fuertes y enzimas digestivas.¥ Digesti�n de alimentos no fermentados en el rumen (algunas

prote�nas y l�pidos).¥ Digesti�n de prote�nas bacterianas producidas en el rumen (0.5 a

2.5 Kg. por d�a).

5 - Intestino delgado (digestión y absorción)¥ Secreci�n de enzimas digestivas por el intestino delgado, h�gado y

p�ncreas.¥ Digesti�n enzim�tica de carbohidratos, prote�nas y l�pidos.¥ Absorci�n de agua, minerales y productos de digesti�n: glucosa,

amino�cidos y �cidos grasos.

6 - Ciego (fermentación) e intestino grueso¥ Una poblaci�n peque�a de microbios fermenta los productos de

digesti�n no absorbidos.¥ Absorci�n de agua y formaci�n de heces.

Gases

Masa de particulaslargas de fibra

Particulas pequeñas enuna suspensión liquida

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Esenciales LecherasÑNutrici�n y Alimentaci�n

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Los amortiguadores son compuestossecretados en la saliva o agregados a ladieta para ayudar a mantener un ambienteestable en el rumen para promover ladigesti�n de alimentos y crecimientobacteriano.

La digesti�n es el primer paso en una seriede procesos que separan las part�culascomplejas (alimentos o microbios) paraformar sustancias sencillas que pueden serutilizadas por el cuerpo. Un �cido fuerte ymuchas enzimas digestivas se secretan en eltracto digestivo para digerir los alimentos.

El Metabolismo se refiere a los cambiossufridos por los productos absorbidos(nutrientes) durante su utilizaci�n en elcuerpo. Los nutrientes pueden serdegradados por los tejidos del organismopara producir energ�a y para mantenerfunciones vitales y para desarrollaractividades (alimentaci�n, rumia,ambulaci�n). Los nutrientes se puedenutilizar tambi�n como precursores para las�ntesis de tejidos (m�sculos, grasa) y en elcaso de las vacas lecheras, para la s�ntesisde leche.

EN LA PRACTICA

¥ Los animales rumiantes pueden utilizar una gran variedad de fuentes de alimentos encomparaci�n con los animales no-rumiantes. Los microbios que viven en el ret�culo rumenpermiten a los rumiantes convertir los alimentos fibrosos (forrajes, residuos de cultivos yagroindustria) y el nitr�geno no-prote�co (amon�aco, urea) en alimentos bien nutritivos yaceptable para los seres humanos (carne y leche).

¥ Los alimentos fibrosos son esenciales para la salud de la vaca porque mantienen la rumiay la producci�n de la saliva lo cual es necesario para la funci�n correcta del rumen y losmicrobios que viven all�.

¥ Una vaca puede comer forrajes (de baja energ�a) y concentrados (de alta energ�a), sinembargo, la adici�n de altas cantidades de concentrados a una raci�n debe ser progresiva(4 a 5 d�as) para permitir que la poblaci�n de bacterias en el rumen se adapte a la nuevadieta.

¥ Las heces de los rumiantes son ricas en materia org�nica (microbios no-digeridos) einorg�nica (nitr�geno, f�sforo y potasio) los cuales son fertilizantes excelentes.