La energía de los alimentos y el proceso transformador del rumiante

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Felipe Pino San Martín. MV PhD Mención Nutrición de Rumiantes Pennsylvania State University, USA pinovet@gmail.com

Para todas las especies destinadas a la producción de alimentos, el mayor porcentaje de nutrientes que aportan los alimentos son destinados a procesos metabólicos y funciones para mantenimiento, reproducción, producción de carne y leche. Entre los principales nutrientes que se utilizan en las dietas de los rumiantes, se encuentran los que suministran calorías que forman la energía que requiere el animal. La cual puede visualizarse como el combustible que le permite a los animales suplir las necesidades para cumplir sus funciones vitales y productivas.

La energía obtenida por el animal a partir de los nutrientes, se distribuye en los diferentes sistemas del organismo, como son el reproductivo, circulatorio, respiratorio, músculo-esquelético y digestivo. En todo este sistema de distribución de energía, se presentan pérdidas en las diferentes etapas del proceso que deben ser consideradas al momento de calcular los requerimientos, lo que  dependen de la edad, productividad, etapa productiva y del tipo y calidad del producto final que se desee obtener del animal, como por ejemplo la leche. Las pérdidas de energía ocurren por medio de la orina, las heces, en gases de fermentación y en forma de calor, para finalmente obtener la energía real que será aprovechada por el animal para mantenimiento, producción y reproducción.

Si el requerimiento de energía no se entrega a los animales correctamente, es posible que se presenten disfunciones del metabolismo, afectando principalmente la producción, de las cuales la producción de leche, y la actividad reproductiva son las más afectadas. Quisiera enfatizar que muchas veces la carencia de energía afecta más a los animales jóvenes, retrasando la pubertad, reduciendo la tasa de concepción, aumentando el intervalo entre partos, los días abiertos entre otras alteraciones, además de generar pérdida de peso, alteración de los componentes de la leche y/o la carne, y en casos extremos la muerte del animal.

Por otro lado, es necesario destacar y tener conciencia de que uno de los sistemas que exige mayores requerimientos de energía, es el sistema inmunitario, que está encargado de defender al animal de todos los agentes infecciosos que a diario están en su ambiente, de modo que, carencias energéticas van a estar directamente relacionadas con la presentación de patologías comunes como metritis, mastitis y diarreas y neumonías en animales pequeños como los terneros.

La energía, además de ser un requerimiento per se, para el organismo del animal, también se usa para el aprovechamiento de nutrientes como son las proteínas presentes a nivel ruminal. Hay que recordar que la mayoría de la proteína que consume el animal, es empleada por las bacterias ruminales quienes la convierten en proteína microbiana. Sin embargo, para que se multipliquen las bacterias a nivel ruminal y se produzca este tipo de proteína, es necesario contar con la energía que se produce en el rumen a partir de la fermentación de los carbohidratos y la síntesis de ácidos grasos volátiles. 

Cuando los carbohidratos que se usan para la producción de energía provienen únicamente de fibra como la pradera u otros carbohidratos estructurales, la tasa de crecimiento de los microorganismos disminuye a nivel ruminal notoriamente, es decir, la proteína microbiana producida será mucho menor, comparada con una dieta equilibrada de carbohidratos estructurales y carbohidratos no estructurales.

Dos tipos de carbohidratos

Los principales nutrientes que proveen energía son los carbohidratos, los cuales se dividen en estructurales y no estructurales. Dentro de los carbohidratos estructurales se encuentran la celulosa, la hemicelulosa y las pectinas, comúnmente encontradas en materiales vegetales, como pastos y forrajes. Por otra parte, los carbohidratos no estructurales corresponden a los almidones, los azúcares solubles, los cuales se encuentran en granos de cereales, como el maíz, y algunas raíces y tubérculos. La principal característica de los carbohidratos no estructurales es que son altamente fermentables en el rumen.

Los bolos de pasto son una excelente fuente alimenticia, pero siempre es un misterio su composición energética. Se recomienda hacer una análisis.

Si bien la dieta de los rumiantes está compuesta principalmente por forrajes, en base a pastoreo, el aporte de energía a partir de almidones y azúcares, también se hace esencial para lograr una dieta equilibrada, para satisfacer los requerimientos de energía de los animales, con un aumento en la productividad, reflejada en ganancias de peso, producción de leche y/o eficiencia reproductiva. Es importante indicar que la base del diseño de la dieta de los rumiantes, debe ser a partir de la fibra (al menos un 60%), sin embargo, para extraer los nutrientes de la fibra, se necesita el aporte de almidones y azúcares que ayudan a disminuir el metabolismo de estos animales haciendo la producción más eficiente. Esto se explica porque uno de los mayores gastos energéticos se realiza en el proceso de digestión de los forrajes, en consecuencia, al aportar en la dieta nutrientes de fácil digestión, como los carbohidratos no estructurales o concentrados, el gasto energético de la digestión disminuye.

Además del aporte de energía en la dieta de los rumiantes, en la actualidad podemos apreciar que ha crecido la tendencia a utilizar diversas fuentes de nitrógeno, como el NNP (nitrógeno no proteico), que se puede encontrar en productos provenientes de diferentes procesos agroindustriales, o en praderas nuevas mejoradas y fertilizadas, incrementando los niveles de proteína en la ración total de los rumiantes. Frente a este escenario nutricional, se hace necesario una fuente adicional de energía a partir de almidones y azúcares que permitan la utilización de dicho nitrógeno en el rumen. 

Relación entre ED y ENL

Para entender cómo se relaciona la Energía Digestible (ED) con la Energía neta de Lactancia (ENL), se debe de entender la división que existe de la energía contenida en los alimentos una vez que son consumidos (Figura 1).

Figura 1

En primer lugar, hay que explicar que la Energía Bruta (EB), es la que se desprende de un alimento al quemarse en una bomba calorimétrica (es una energía medida en un sistema de combustión). La EB tiene la desventaja de que no indica la disponibilidad o aprovechamiento de la energía por parte del animal que ingiere el alimento. Así, tenemos algunos alimentos con valores similares de EB pero que difieren en su valor nutritivo debido a las diferencias en su digestibilidad. La Energía Digestible (ED) es la EB menos la energía presente en las heces (Energía Fecal), que no está disponible para ser utilizada por el animal. Esta energía o “pérdida energética” será mayor para raciones o alimentos altos en fibra en comparación con aquellos bajos en fibra o concentrados.

Los granos de cereales aportan los carbohidratos no estructurales, son la principal fuente de almidón

De la energía digerida y absorbida a nivel gastrointestinal (ED), una parte no se aprovecha y se elimina en la orina y en forma de gas. En el rumen se produce una gran cantidad de gas, especialmente metano. Este gas orgánico es una pérdida importante ya que el animal no lo puede utilizar y lo tiene que eructar. Su cuantificación es difícil, pero se considera que es el 8% de la energía bruta que consume el animal. La energía presente en orina y gases, más la Energía Fecal, se consideran para calcular la Energía Metabolizable (EM).

EM=EB-(EFeca+E orina+E gases)

La EM se define como la Energía Bruta menos la suma de la Energía fecal, Energía en orina y Energía en gases (un promedio de 18%). Se ha observado que para rumiantes el valor de la EM es de alrededor del 82% de la Energía Digestible (ED). Expresado en una fórmula: EM = ED X 0.82.

 De la EM tampoco se aprovecha su totalidad ya que existe pérdida de energía durante la producción de calor derivada del metabolismo. Al restar este valor del dato de EM obtenemos el valor de energía neta (EN), que se divide en dos tipos: Energía Neta de Mantenimiento (ENm) y Energía Neta de Producción (ENp, que puede ser ganancia de peso, o para la producción de leche), dependiendo para que se vaya a utilizar. En las tablas de requerimientos y de composición de los alimentos para crecimiento se dan valores de ENm y Energía Neta de Ganancia (ENg) y estos valores son diferentes porque el animal utiliza la Energía de una manera más eficiente para mantenimiento que para ganancia de peso.

La eficiencia de utilización de la energía por las vacas lecheras para mantenimiento y producción de leche es similar por lo que solamente se maneja un valor para las dos funciones, la Energía Neta de Lactancia (ENl). El trabajar con valores de ENl permite un mejor acercamiento objetivo, tanto a las necesidades del animal como a los aportes reales que pueden hacer los alimentos, haciendo más preciso y eficiente , usar estas unidades que otras como ED, EM. Sin embargo, hay que establecer que no dejan de ser estimaciones y por lo tanto,pueden  estar sujetas a variaciones.

Comprender que esta materia puede resultar un tanto árida y no fácil de asimilar, en la práctica profesional, sin embargo, la energía es uno de los componentes nutricionales más importantes en los rumiantes y es sustantivo tenerlo claro para tener certeza y saber de qué tipo de energía se puede estar hablando en un momento determinado, para hacer un correcto análisis de los alimentos según la información que entregan las empresas de sus productos.

En la actualidad donde el concepto lechería de precisión que está en globado en el término más general, Agricultura de Precisión, llama a los profesionales de todas las áreas y a los agricultores, a ser cada vez más estrictos en el conocimiento aplicado a la producción de los alimentos, ya que el mercado nos está exigiendo a su vez,  raciones más ajustadas, presionadas por el precio de la leche y de la carne, y así poder generar las mayores utilidades posible a un sistema productivo que es de bajo retorno.

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