Relación energía/proteína en la síntesis de proteína ruminal. Ing. Fidel Monteagudo fmonteagudo@ica.co.cu Ing. Javier A. Herrera jherrera@ica.co.cu Ing. Carlos R. García Cardoso crgarcia@ica.co.cu Septiembre 2004

La relación que existe entre la disponibilidad de carbohidratos y la de proteínas (o nitrógeno) ejerce un fuerte impacto sobre la producción de células microbianas y por lo tanto sobre la nutrición del huésped. La mayoría de los microorganismos ruminales pueden sintetizar proteína a partir de amoniaco proveniente de fuentes no proteicas tales como la urea. Desde un punto de vista nutricional y económico, esto se ha explotado utilizando fuentes nitrogenadas de bajo costo en lugar de proteínas costosas en las dietas de los rumiantes, permitiendo la síntesis microbiana de proteína para satisfacer las necesidades del hospedero.

carbohidratos + proteínas = microbiota + AGV + NH3 + CH4 + CO2 Las proteínas o el nitrógeno no proteico (NNP) y los carbohidratos son utilizados para la producción ruminal de microbios, AGV, amoniaco, metano y bióxido de carbono de acuerdo a la siguiente ecuación: carbohidratos + proteínas = microbiota + AGV + NH3 + CH4 + CO2 El equilibrio en los productos de la ecuación depende de la concentración y balance de los sustratos.

Requerimientos nutricionales de los microorganismos del rumen Los microorganismos del rumen, como todo organismo vivo, tienen requerimientos para la síntesis de protoplasma celular. Requerimientos Generales Energía Azúcares simples Carbohidratos estructurales Factores de crecimiento Proteína NNP, AA,, péptidos, proteína Minerales Vitaminas AGV, Otros

Fermentación microbiana de nutrientes Fuentes Sustratos Productos Finales   Energéticas Carbohidratos de fácil fermentación Carbohidratos estructurales Lípidos AGCC, ácido láctico y gases AGCC y gases Saturación de los no saturados, lípidos para la síntesis de membrana celular Proteicas Proteínas, Péptidos y Aminoácidos AGCC, NH3 y gases

MANTENIDAS LAS NECESIDADES MICROBIANAS DIETA ALTA EN ENERGÍA ALTA EN PROTEINA MANTENIDAS LAS NECESIDADES MICROBIANAS LA PROTEINA ADICIONAL ES GASTADA ES NECESARIA PROTEINA INDEGRADABLE EN RUMEN O SOBREPASANTE

OBJETIVO MANTENER NECESIDADES MICROBIANAS DE NITROGENO DIETA ALTA EN ENERGÍA BAJA EN PROTEINA OBJETIVO MANTENER NECESIDADES MICROBIANAS DE NITROGENO ¿COMO? SUPLEMENTACION CON NITROGENO NO PROTEICO ALTA DEGRADABILIDAD EFECTIVA ALTO VALOR BIOLOGICO DE LA PROTEINA MICROBIANA

BENEFICIA EL RECICLAJE DE LA UREA LIBERA AMONIACO DIETA BAJA EN ENERGÍA BAJA EN PROTEINA BENEFICIA EL RECICLAJE DE LA UREA LIBERA AMONIACO OCURRE SINTESIS DE PROTEINA MICROBIANA LA PROTEOLISIS LA LIMITA LA PROTEINA PREDACION PROTOZOARIA DE BACTERIAS REDUCCION DE LA PROTEINA MICROBIANA DISPONIBLE

FORRAJE FRESCO CON ALTO CONTENIDO EN PROTEINA SOLUBLE DIETA FORRAJE FRESCO CON ALTO CONTENIDO EN PROTEINA SOLUBLE LA PROTEINA SE ROMPE RAPIDO VELOCIDAD DE LIBERACION DE NH3 ES MAS RAPIDA QUE LA DE RUPTURA DE LOS POLISACARIDOS EL AMONIACO NO ES BIEN CAPTADO PARA EL CRECIMIENTO MICROBIANO FUENTE DE MAS LENTA LIBERACION ES ACONSEJABLE

Cuando se utiliza en la dieta proteína de buena calidad y el amoniaco producido no puede ser utilizado para la síntesis por insuficiencias en la cantidad de energía fermentable, el proceso de síntesis es poco eficiente. Este caso con frecuencia es típico en la mal nutrición energético proteica en el trópico, donde se comprometa la salud de los rebaños.

Los factores que afectan el rendimiento y la eficiencia de síntesis de los microorganismos a nivel ruminal son: Fuente y nivel de la energía Fuente y nivel de nitrógeno Relación entre la liberación y utilización de energía y el nitrógeno. Tasa de recambio ruminal.

La cantidad de células microbianas formadas en el rumen es función del suplemento de nitrógeno, de energía y de otros factores de crecimiento de las bacterias del rumen. cuando la energía no es limitante la producción de proteína en el rumen puede ser regulada por las cantidades y formas de los nutrientes nitrogenados. Sin embargo debe recomendarse que a un nivel dado de consumo energético, la cantidad de proteína sintetizada en el rumen no es siempre suficiente para cubrir los requerimientos y producción del animal.

Generalmente se acepta que las bacterias ruminales obtienen la mayor parte de sus requerimientos de aminoácidos por la síntesis de NOVO a partir del NH3 y varias fuentes de carbono producido durante la fermentación de los carbohidratos . existe una relación entre la síntesis proteica a nivel ruminal y los requerimientos energéticos en forma de ATP disponible. Las reacciones catabólicas de la fermentación de los carbohidratos no solo ofrecen ATP, utilizado por lo microorganismos para cubrir sus requerimientos energéticos de mantenimiento y síntesis (crecimiento), sino también a sintetizar. Estos esqueletos como productos intermedios (piruvato o succinato) o finales (CO2 o acetato) de las reacciones catabólicas.

Está generalmente aceptado que los carbohidratos dietéticos, son el principal sustrato de fermentación, pero las proteínas también utilizarse como fuente de energía. También para la síntesis de proteína microbiana se necesita del aporte de cierta cantidad de hidrógeno (H+) adicional, ya que la proteína y la materia seca microbiana están en menores proporciones que los carbohidratos. Este H+ puede liberarse de igual modo durante el metabolismo de los carbohidratos y la producción de AGV.

Los requerimientos energéticos de las bacterias indican que las necesidades de las células que no están en crecimiento (mantenimiento) son muy limitados con relación a los en crecimiento. Así mismo se ha sugerido que el 75 % del requerimiento para crecimiento es una determinante en los rendimientos y eficiencia de la producción de proteína microbiana, porque a altas velocidades de recambio la mayoría de la energía obtenida de la fermentación es usada mas para el crecimiento celular, que para el mantenimiento de la población microbiana.

ALGUNOS EJEMPLOS

CONSIDERACIONES GENERALES La relación energía proteína es de gran importancia para lograr buenos resultados en las cría y explotación de los rumiantes. Tiene gran influencia en la síntesis microbiana.