La betaína natural promueve la actividad de fermentación microbiana, como un modulador eficaz del rumen, especialmente en una época de rumen con estrés térmico. Los microbios del rumen pueden aprovechar plenamente la betaína disponible y utilizarla contra el estrés térmico de manera que ayude a mantener sus actividades de fermentación, que son cruciales para la salud y la productividad de los rumiantes.
En el sector de los rumiantes, la intensificación de la ganadería lechera moderna y las mejoras genéticas para la producción de leche pueden contribuir al aumento de la incidencia del estrés térmico. Los especialistas observaron que las vacas lecheras de alto rendimiento, que producen más de 35 kg de leche al día, sufren más de estrés por calor que las vacas lecheras de baja producción. Hay que tener en cuenta la interacción entre la temperatura y la humedad relativa, medida por el índice de temperatura y humedad (THI). El THI es el índice más utilizado para medir el nivel de estrés por calor en los animales. Según los datos de investigación disponibles, en las vacas de alto rendimiento el estrés térmico puede producirse a una temperatura de 21°C con una humedad relativa (HR) del 75%; y a 24°C con una HR del 25%, lo que significa un THI más bajo (68 en lugar de 72).
El ganado lechero que experimenta estrés por calor reducirá su ingesta de alimentos. Debido a la reducción de la ingesta de nutrientes y al aumento de la demanda de energía para la termorregulación, la producción de leche puede disminuir en un 10-15% (incluso en un 40-50% en casos graves). Además, la composición de la leche también puede verse afectada negativamente. La exposición a largo plazo al estrés por calor tiene efectos adversos en el rendimiento reproductivo. Como consecuencia, el estrés por calor puede dar lugar a pérdidas económicas dramáticas.
Soluciones nutricionales para vencer el estrés térmico
Además de las soluciones técnicas (refrigeración, ventilación) que mejoran las condiciones de la vivienda bajo altas temperaturas, las estrategias de nutrición están ganando interés como una solución útil para contrarrestar el estrés térmico. La betaína natural es un nutriente multifuncional. Está bien estudiado y se utiliza con éxito en las dietas de los animales monogástricos, como una ayuda nutricional probada para proteger contra el calor y el estrés osmótico. Como excelente osmolito orgánico, la betaína restaura y mantiene la integridad y funcionalidad celular, y previene la deshidratación.
Como donante de grupos metilo, la betaína proporciona grupos metilo para la síntesis de numerosas sustancias, intermedia en el metabolismo de las proteínas y la energía, y participa en la metilación del ADN. Además, la betaína se utiliza con gran eficacia en los procesos de fermentación, a fin de aumentar el rendimiento del producto final.
En los rumiantes se conoce el metabolismo microbiano de la betaína, pero no se ha explorado suficientemente el grado en que los microbios ruminales utilizan la betaína. Los microorganismos pueden utilizar la betaína como osmolito para adaptarse a la fluctuación de los factores estresantes externos y como potente donante de grupos metilo. Debido a estas propiedades, la betaína podría modular la fermentación ruminal y podría ser más significativa para los microbios ruminales cuando están sometidos a factores estresantes como el calor y la alta osmolaridad. En colaboración con el equipo del Profesor Qendrim Zebeli de la Universidad de Medicina Veterinaria de Viena (Austria), se llevó a cabo recientemente un estudio in vitro, cuyo objetivo era ensayar la betaína natural de ActiBeet L, como posible modulador eficaz del rumen en condiciones fisiológicas normales y de estrés en el rumen.
Se utilizó una técnica de simulación del rumen (RUSITEC) para evaluar los efectos de la dosis de suplementos de betaína en las variables de la fermentación del rumen, el microbioma y la digestibilidad de los nutrientes en condiciones ruminales normales, con estrés térmico e hiperosmótico. Las dietas basales eran ricas en carbohidratos no fibrosos que representaban una dieta común para el ganado lechero de alto rendimiento. Se utilizaron tres dosis diferentes de betaína (Actibeet L, 40% de betaína): 0% (control), 0,3% de DM de la dieta (baja), y 1,7% de DM de la dieta (alta).
Cada dosis fue probada bajo 2 temperaturas de incubación:
- temperatura normal del rumen y
- rumen con estrés por calor;
Y 2 condiciones osmóticas incluyendo:
- osmolalidad ruminal normal
- condición hiperosmótica.
La osmolalidad y el pH del fluido de incubación para condiciones normales e hiperosmóticas se establecieron con éxito a través de la cantidad de concentrado en la dieta y el tampón modificado. Hubo seis corridas en total, cada corrida incluyó los períodos de adaptación y medición para determinar las características de la fermentación. Todos los datos del ensayo fueron analizados por el procedimiento MIXTO de SAS.
Figura 1 – La concentración de AGCC totales en el fluido de incubación (mmol/l).
Ganancias de ácidos grasos de cadena corta
El hallazgo más significativo fue que la suplementación con betaína aumentó la concentración de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) en condiciones de rumen con estrés térmico (Figuras 1 y 2). Los AGCC son una importante fuente de energía en los rumiantes, ya que proporcionan hasta el 75% de la energía metabolizable. Sin la betaina, la condición de estrés por calor disminuyó claramente la concentración de AGCC, apoyando que el estrés por calor lleva a una producción de leche deprimida. El efecto negativo del estrés por calor en la concentración suprimida de AGCS desapareció cuando se añadió la betaína, y la concentración de AGCS aumentó linealmente con la dosis de betaína. En condiciones ruminales normales la betaína se convierte en acetato, que es la base de la síntesis de la grasa de la leche; pero en condiciones ruminales hiperosmóticas, la betaína desplaza los AGCC hacia más propionato. El propionato es el precursor glucogénico más importante que se requiere para la lactosa, que es responsable de la producción de leche en los rumiantes.
Figura 2 – La concentración de AGCC total expresada por cantidad de materia orgánica degradada (mmol/mg OM degradado) como afectada por la suplementación de betaina y la condición de rumen con estrés térmico.
A partir de los datos, la mayor diferencia en el SCFA entre los tratamientos, fue de +10 mmol/L (dosis alta vs. control), ambos bajo condiciones de rumen con estrés por calor. Considerando una vaca lechera con una capacidad ruminal de 100 L, el nivel incrementado sería igual a 1000 mmol/d, por lo tanto más AGCS disponibles para el mantenimiento y la producción. Desde este punto de vista, los datos sugieren que la betaína puede apoyar la producción de leche durante el estrés por calor. La dosis in vitro, (probada para dietas de alcance de grano para ganado lechero de alto rendimiento), después de la corrección del factor, puede traducirse en la siguiente dosis práctica: 6 g de betaína/vaca/d, como dosis práctica baja; y 36 g de betaína/vaca/d, como dosis práctica alta. Para la tasa óptima de dosis de betaína debe considerarse la interacción entre la dieta, la productividad, la temperatura y las condiciones de humedad.
En conclusión, los datos muestran que el calor y el estrés hiperosmótico suprimieron claramente la fermentación del rumen. La betaína, complementada con dietas ricas en granos, promovió la fermentación microbiana que condujo a una mayor producción de AGCC en condiciones de estrés térmico, que de otra manera era perjudicial para la actividad de la fermentación del rumen.
Agrana quiere agradecer a la Dra. Ratchaneewan Khiaosa-ard, del Instituto de Nutrición Animal y Compuestos Vegetales Funcionales, Departamento de Animales de Granja y Salud Pública Veterinaria, Universidad de Medicina Veterinaria de Viena, por su compromiso con este proyecto.
Referencias disponibles a petición
Autor: Ana Gavrău, Directora de Producto Global, Agrana Stärke
