Por lo tanto, hay que prestar atención a factores como el microbioma del animal, que influye claramente en la eficiencia de la producción.

El aumento de la eficiencia de la utilización de los alimentos por parte de los microorganismos ruminales aumenta la disponibilidad de nutrientes para los rumiantes y, por lo tanto, mejora la eficiencia de la producción del animal. Una mejora del 10% en la eficiencia del ganado podría llevar a un aumento del 43% en los beneficios

Mejora de la eficiencia a través de los aditivos para piensos

Los aditivos para piensos, como los ionóforos, los probióticos y los aceites esenciales, se utilizan principalmente en los sistemas de producción intensiva para aumentar la producción y la eficiencia de los animales. Pueden utilizarse para manipular el microbioma del rumen a fin de favorecer las especies microbianas beneficiosas para el animal, lo que da lugar a una mayor optimización de los piensos y a una mejora de la eficiencia de la producción del animal. En el presente examen se analiza el papel del microbioma ruminal bovino en relación con la mejora de la eficiencia, con referencia específica a los aditivos para piensos.

El rumen es un órgano complejo

El rumen es un órgano complejo que alberga microorganismos que pueden degradar los componentes nutricionales de los alimentos a sustancias como los ácidos grasos volátiles (AGV) y las proteínas microbianas que el rumiante puede utilizar para su crecimiento. Los estudios realizados sobre la población microbiana del rumen (metagenómica del rumen) han permitido identificar y cuantificar las funciones de los microbios del rumen

El microbioma del rumen juega un papel esencial en la alimentación

Esto puede proporcionar información novedosa sobre las enzimas y mejorar nuestra comprensión de los aspectos funcionales del microbioma del rumen, lo que conduce a una mejor gestión del microbioma del rumen (y del animal en su conjunto), lo que a su vez conduce a una mayor eficiencia. Es bien sabido que el microbioma del rumen desempeña un papel esencial en la alimentación y la selección para una mayor eficiencia, así como en la salud del rumiante. Las diversas especies microbianas que se encuentran en el microbioma influyen en la eficiencia de utilización de los alimentos de los rumiantes, las emisiones de metano, la producción de amoníaco y la salud. Recientes estudios metagenómicos han revelado el potencial para explotar las diferencias entre la eficiencia de los rumiantes debido al funcionamiento del microbioma. Por consiguiente, la influencia de diversos aditivos de los piensos en la población microbiana del rumen puede ser un mecanismo que puede utilizarse para aumentar la eficiencia de los piensos.

El microbioma del rumen

Los AGV que se producen a través del proceso de fermentación por el núcleo del microbioma del rumen pueden producir hasta el 70% de la energía disponible para los rumiantes. El microbioma central del rumen consiste principalmente en degradadores anaeróbicos que interactúan con el huésped para una producción óptima tanto del huésped como de los microbios a través de una relación simbiótica. Hay un pequeño número de microorganismos aeróbicos cuya función es eliminar el oxígeno que llega al rumen mientras los animales se alimentan

Especies microbianas

Las especies microbianas anaerobias incluyen procariotas, como bacterias o archaea, y eucariotas, como protozoos, hongos y virus. Los microorganismos más comunes en el rumen son las bacterias, que representan el 95% de las especies microbianas, mientras que los procariotas representan una gran proporción de la biomasa microbiana debido a su volumen celular. Se ha descrito a los firmicutes, los bacteroidetes y las proteobacterias como las especies bacterianas más abundantes que se encuentran en el microbioma del rumen y la proporción entre los firmicutes y los bacteroidetes puede influir en la eficiencia de los rumiantes. Se ha informado de un aumento de los Firmicutes: La proporción de Bacteroidetes está asociada con un aumento en el promedio de ganancia diaria y una reducción en la ingesta de alimentos. Las Fibrobacterias, los Ruminococos, los Butibacterios y los Bacteroidetes son todos microbios que degradan las fibras y que se encuentran comúnmente en los rumiantes; sin embargo, otras bacterias como la Prevotella, el Estreptococo, el Lactobacilus y la Megasphaera también están presentes. Los microbios productores de metano, los hongos anaeróbicos y los protozoos ciliados también forman parte de la población de microbios del rumen. La gran variación de especies microbianas se debe al suministro de componentes dietéticos procedentes de los piensos y a la continua eliminación de productos finales de la fermentación, como el VFAs y el metano. Aunque la nutrición es la que más influye en el microbioma ruminal, el núcleo del microbioma ruminal también está influido por la composición genética del huésped.

La eficiencia del microbioma

Si se puede aumentar la eficiencia del microbioma del rumen a través de la manipulación de la fermentación microbiana, la eficiencia de la producción también aumentará. Muchos estudios sobre los microbiomas vinculan las mediciones tradicionales de la eficiencia de los alimentos, como la relación de conversión de los alimentos, la ganancia media diaria, la ingesta de alimentos y la ingesta de alimentos residuales, a la composición del microbioma de los animales. La metagenómica puede utilizarse para analizar la comunidad microbiana del rumen a fin de identificar indicadores que muestren variaciones en el promedio de ganancia diaria y en la ingesta de alimentos como medidas de la eficiencia alimentaria. Estas mediciones de la eficiencia alimentaria, que están vinculadas a microbios específicos, pueden utilizarse luego para mejorar la selección genética de los animales a fin de mejorar aún más la cría para una mayor producción y eficiencia

El aumento de los microbios beneficiosos

Se pueden desarrollar estrategias como el uso de aditivos para piensos para aumentar la abundancia de microbios beneficiosos dentro del microbioma del rumen. Así pues, la identificación de las especies microbianas del rumen puede utilizarse para predecir la eficiencia de los piensos de un animal. Los investigadores han descubierto que los animales eficientes tienen una mayor abundancia de Succiniclasticum, que se especializa en la fermentación de succinato a propionato. Las bacterias productoras de propionato utilizan el hidrógeno, un subproducto del proceso de fermentación, para producir propionato, lo que resulta en un aumento de la energía disponible para el animal. Los estudios han demostrado que una mayor proporción de propionato:acetato se encuentra en animales eficientes. La variación de la eficiencia de los piensos puede atribuirse a un aumento de la fermentación microbiana y del metabolismo de la energía. Por lo tanto, la eficiencia del animal puede aumentar si una gama más amplia de nutrientes se convierte de manera más eficiente en nutrientes metabolizables. La diversidad de la población microbiana del rumen también influye en la eficiencia del animal, ya que un microbioma más uniforme se asocia con animales más eficientes. Los animales ineficientes tienen una mayor variación en las especies de microorganismos y en los productos finales de la fermentación.

Producción de metano y energía

El metano entérico puede resultar en una pérdida de energía de entre el 2 y el 12% y los animales altamente eficientes producen entre el 20 y el 26% menos de metano. La mitigación de las emisiones de metano se ha convertido en uno de los puntos centrales de la producción ganadera actual, ya que el metano tiene un efecto negativo en el medio ambiente y los rumiantes son uno de los principales productores de metano antropogénico. La abundancia de microbios como las archaea, que influyen en las emisiones de metano, puede reducirse, lo que hace que el animal disponga de más energía para su producción. Las especies Methanobrevibacter y Methanosphaera son 2 de las principales especies productoras de metano que tienden a ser más abundantes en los animales ineficientes. Los investigadores descubrieron que las proteobacterias eran menos abundantes en los animales que producían altos niveles de metano y se encontró una gran abundancia de Succinivibrionáceas en el ganado que producía bajos niveles de metano.

Aditivos para piensos y producción

Los conocimientos obtenidos de la interacción entre el microbioma del rumen y nutrientes específicos o grupos de nutrientes pueden ayudar a los productores y nutricionistas a manipular las dietas para mejorar la eficiencia de la producción y, por lo tanto, a practicar una alimentación de precisión. La adición de aditivos alimentarios a las dietas de los rumiantes es un aspecto nutricional que puede influir en el microbioma ruminal, mejorando en última instancia la eficiencia digestiva y microbiana, lo que conduce a un aumento de la producción. El aditivo ideal para los alimentos debe mejorar la eficiencia digestiva y al mismo tiempo reducir las emisiones de metano y mantener un pH ruminal estable para prevenir la acidosis. La acidosis es un fenómeno común en los animales alimentados con altos niveles de grano en sus dietas, donde una acumulación de ácido láctico puede conducir a un pH bajo y a un rumen dañado. Los ionóforos, un tipo de antibiótico, es un aditivo que reduce las bacterias dañinas y los metanógenos, a la vez que promueve las bacterias productoras de propionato, reduciendo así el riesgo de acidosis y las emisiones de metano y aumentando la producción del animal. Como los antibióticos previenen el crecimiento de las bacterias, hay menos bacterias que compiten con el animal huésped. Sin embargo, debido a los riesgos de resistencia microbiana, la Unión Europea ha prohibido el uso de antibióticos en la alimentación animal

Uso de aditivos alternativos

Es necesario investigar alternativas como los probióticos y los aceites esenciales, que pueden manipular la fermentación microbiana del rumen y así aumentar la eficiencia. Estos aditivos naturales pueden manipular el microbioma del rumen para que funcione con mayor eficiencia mediante un aumento de la abundancia de microorganismos productores de propionato, un cambio en la comunidad microbiana para reducir los microorganismos menos beneficiosos, o en la protección del rumen como amortiguador

Probióticos

Los probióticos fomentan el crecimiento de cepas de bacterias beneficiosas en el rumen a expensas de bacterias indeseables o dañinas. Sobreviven a las condiciones difíciles uniéndose al revestimiento del rumen para estabilizar, equilibrar y proteger el entorno del rumen. Las bacterias que se utilizan como probióticos son en su mayoría grampositivas y pueden incluir Bacillus, Pediococcus, Enterococcus, Streptococcus, Saccharomyces y Lactobacillus. Se informó de un aumento del crecimiento y de la ganancia media diaria cuando se administraron probióticos al ganado de engorde; sin embargo, el efecto de los probióticos en el crecimiento no ha sido constante. El efecto de los probióticos en el microbioma ruminal parece depender de las cepas bacterianas utilizadas, así como de la dosis

Aceites esenciales

Los aceites esenciales se elaboran a partir de compuestos secundarios de plantas que tienen propiedades antimicrobianas y pueden reducir los patógenos perjudiciales. Pueden influir en las proporciones de los AGV de manera similar a la de los ionóforos reduciendo las bacterias que producen acetato, mientras que aumentan las bacterias productoras de propionato. Los metanógenos también son inhibidos por los aceites esenciales, reduciendo así las emisiones de metano. Las combinaciones de aceites esenciales tienen un mayor impacto en el microbioma del rumen en comparación con los aceites esenciales de una sola fuente. Entre los ejemplos de aceites esenciales se encuentran el carvacrol, el eugenol, el cinamaldehído y el metanol. Los efectos de los aceites esenciales en el microbioma del rumen no son consistentes, ya que parecen afectar a la concentración de amoníaco más que los AGV, con el potencial de mejorar la utilización del nitrógeno y la energía y, por tanto, aumentar la eficiencia.

Manipulación del microbioma del rumen

El microbioma del rumen tiene un efecto directo en la utilización del alimento por el rumiante y por lo tanto en la eficiencia, pero, afortunadamente, puede ser manejado y manipulado mediante la adición de aditivos para alimentos. La identificación de microorganismos en animales eficientes podría dar lugar a estrategias para aumentar su abundancia en el rumen y al mismo tiempo reducir los microbios perjudiciales o ineficientes. Esas estrategias podrían dar lugar a un animal más eficiente, reduciendo los costos de los piensos y manteniendo o aumentando la producción. También es evidente que es necesario realizar más investigaciones sobre el efecto de los aditivos de los piensos en el microbioma del rumen, ya que en la bibliografía se señalan varios efectos contrastantes. A medida que el mundo se haga más consciente de los desafíos ambientales, las estrategias como la manipulación del microbioma ruminal para aumentar la eficiencia y reducir las emisiones de metano serán más importantes. Por consiguiente, es imperativo seguir investigando y comprender mejor el microbioma del rumen.

Fuente original: AFMA Matrix, julio-septiembre 2020 – Vol. 29, No. 2