Cómo las proteínas protegidas del rumen afectan la excreción de nitrógeno en vacas lecheras

Optimizar el tipo de proteína en el alimento para vacas lecheras es una consideración crítica para manejar la excreción de nitrógeno. Al ajustar el equilibrio entre la proteína degradable en el rumen (PDR) y la proteína no degradable en el rumen (PNR), los nutricionistas pueden influir en la cantidad de nitrógeno que excretan las vacas. Este enfoque aprovecha la fisiología digestiva de la vaca para mejorar la utilización de la proteína.

Cropenta Insight

Para los formuladores de ingredientes para piensos, centrarse en la precisión de la entrega de proteínas es clave para gestionar la excreción de nitrógeno de manera efectiva. Comprender el impacto matizado de los diversos métodos de protección tanto en el bypass ruminal como en la posterior digestibilidad intestinal proporciona una base científica para el desarrollo de raciones que apoyan las necesidades del animal, al mismo tiempo que contribuyen a un perfil proteico equilibrado y una mejor utilización del nitrógeno.

Dinámica de la proteína ruminal y utilización del nitrógeno

Las vacas lecheras requieren proteína dietética para la síntesis de proteína microbiana en el rumen y para la absorción de aminoácidos en el intestino delgado. La proteína degradable en el rumen (PDR) sirve como fuente principal de nitrógeno para los microbios ruminales, que luego producen proteína microbiana, una fuente significativa de aminoácidos para la vaca ^[1]. Por el contrario, la proteína no degradable en el rumen (PNR), también conocida como proteína de bypass, escapa a la degradación ruminal y se digiere directamente en el intestino delgado.

Cuando los niveles de proteína cruda en la dieta exceden los requisitos para la síntesis de proteína microbiana o proteína metabolizable, el exceso de nitrógeno puede convertirse en amoníaco en el rumen. Este amoníaco se absorbe, se transporta al hígado, se convierte en urea y posteriormente se excreta, principalmente en la orina ^[1]. La excreción excesiva de nitrógeno urinario no solo representa una pérdida de proteína dietética, sino que también indica una eficiencia subóptima en el uso del nitrógeno en el animal lechero. Por lo tanto, las estrategias que mejoran la utilización de la proteína están asociadas con una producción reducida de nitrógeno.

El papel de las proteínas protegidas del rumen

La protección ruminal implica tratar las fuentes de proteína para reducir su degradación por los microorganismos del rumen, permitiendo que más proteína llegue al intestino delgado para su digestión y absorción ^[1]. Los métodos comunes para la protección de proteínas incluyen el tratamiento térmico y las reacciones de Maillard controladas con azúcares reductores, junto con otros enfoques como el tratamiento con lignosulfonato ^{[2, 3]}. El objetivo es equilibrar un bypass ruminal efectivo con una buena digestibilidad intestinal; un procesamiento excesivo puede disminuir ambos.

Un estudio investigó los efectos de la suplementación con metionina protegida del rumen sobre la excreción de nitrógeno en vacas lecheras lactantes ^[1]. Si bien el enfoque principal fue la metionina, el principio más amplio de los aminoácidos protegidos del rumen, que son componentes de las proteínas protegidas del rumen, es relevante. El estudio encontró que la suplementación estratégica podría influir en la utilización de nutrientes, lo que subraya el potencial de la entrega de proteína dirigida para afectar el balance general de nitrógeno. Los valores de degradación efectiva y PNR se derivan de parámetros como la fracción soluble (S), la fracción potencialmente degradable (D), la tasa de degradación fraccional (Kd) y una tasa de paso fraccional asumida (Kp). Los valores de PNR solo son comparables cuando se evalúan a la misma tasa de paso asumida ^{[2, 3]}.

Se sabe que las reacciones de Maillard controladas crean melanoidinas que resisten la descomposición microbiana en el rumen, pero permiten que el ácido y las enzimas en el abomaso y el intestino delgado liberen aminoácidos. Por ejemplo, según la documentación del producto ^[2], una fuente de proteína tratada específica mostró una PNR calculada superior al 80% a una tasa de paso asumida del 6%/h, con una digestibilidad intestinal de la proteína no degradada en el rumen cercana al 100%. Este trabajo in vivo fue realizado por un instituto de investigación independiente bajo el protocolo in situ holandés.

Estas mediciones también se realizaron in vivo por un instituto de investigación independiente ^[3]. La documentación del producto para Bypass Soy Protein MP ^[2] y Bypass Rapeseed MP ^[3] cita estas mediciones in vivo independientes y señala que las pruebas de degradación de proteína in vitro pueden sobrestimar la protección ruminal en comparación con las mediciones in vivo.

Impacto en la excreción de nitrógeno

Al aumentar el suministro de proteína metabolizable al intestino delgado a través de proteínas protegidas del rumen, las vacas lecheras pueden potencialmente utilizar el nitrógeno dietético de manera más eficiente. Esto ocurre cuando el suministro de PNR se equilibra con una PDR adecuada para la síntesis de proteína microbiana ^[1]. Cuando se logra el equilibrio, hay menos nitrógeno disponible en el rumen para su conversión a amoníaco, lo que reduce la cantidad de urea sintetizada en el hígado y posteriormente excretada en la orina. Este mecanismo contribuye a la eficiencia del uso de proteínas ^[4].

La relación cuantitativa entre los niveles de proteína protegida del rumen y la excreción urinaria de nitrógeno es compleja, influenciada por factores como la ingesta total de alimento, los niveles de producción de leche y la eficiencia de la síntesis de proteína microbiana ^[1]. Los estudios sugieren que una mejor coincidencia entre el suministro de nitrógeno y energía en el rumen puede contribuir aún más a la eficiencia de la utilización de proteínas ^[5]. Sin embargo, un estudio independiente que comparó harinas de colza tratadas física y térmicamente y tratadas con lignosulfonato con harina de colza sin tratar no observó diferencias significativas en la producción de proteína láctea o la eficiencia del nitrógeno del alimento, y señaló que la proteína no degradada en el rumen (PND) medida para las harinas tratadas fue inferior a los valores declarados ^[6]. Esto subraya la importancia de mediciones in vivo robustas para una valoración precisa de las proteínas.

El objetivo es suministrar aminoácidos esenciales de manera eficiente a la vaca minimizando la excreción de exceso de nitrógeno ^[1]. Este enfoque se alinea con los sistemas de valoración de proteínas nutricionales, como el sistema holandés DVE/OEB, que consideran tanto la proteína digerible intestinal como el balance de proteína ruminal. Un valor de proteína digerible más alto de la PNR, cuando el balance de proteína ruminal se mantiene cerca de cero, sugiere una utilización efectiva de la proteína ^{[2, 3]}.

Resumen técnico

Las proteínas protegidas del rumen pueden contribuir a reducir la excreción de nitrógeno en vacas lecheras al aumentar el suministro de aminoácidos disponibles para la digestión intestinal. Esta mejora en la utilización, cuando la proteína no degradable en el rumen (PNR) se equilibra con la proteína degradable en el rumen (PDR) para la síntesis de proteína microbiana, puede reducir cuantitativamente la producción de nitrógeno en la orina. Las mediciones in vivo precisas de la PNR a tasas de paso consistentes y digestibilidad intestinal son críticas para evaluar la eficacia del ingrediente.

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