Dr. Luis Depablos
Técnico de ventas para rumiantes en LATAM
VETAGRO
En 2021, después de 20 años, la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina (NASEM), antes conocida como Consejo Nacional de Investigación (NRC, ambos acrónimos por sus siglas en inglés), revisó los requerimientos nutricionales del ganado lechero, publicando un documento que sistematiza los avances científicos en nutrición hasta la fecha y hace recomendaciones de manejo alimenticio para este tipo de ganado acorde con las necesidades del escenario mundial actual. En NASEM (2021) se proponen varios cambios, destacando las estimaciones del consumo animal, requerimientos animales y los aportes energéticos de la dieta.
Con el fin de reducir la excreción de nutrientes de las vacas lecheras, NASEM (2021) enfatiza en la eficiencia de su uso/conversión en productos animales. Debido a su importancia económica y ambiental, la eficiencia en el uso de los compuestos nitrogenados se ha abordado desde hace algún tiempo (Figura 1). En condiciones típicas de América del Norte, de consumo alrededor de 22,1 kg MS/d, 17,8% de proteína cruda y 10 meses de lactancia, Hanigan et al. (2013) estimaron que al alimentar a los animales con precisión para satisfacer sus necesidades (sin excesos), la eficiencia del uso del nitrógeno aumentaría del 25% al 35% y disminuiría en un 39% la excreción del elemento sin cambiar la producción de proteína láctea. Los beneficios para la industria serían la reducción de los costos de producción asociados a la menor necesidad de ingredientes proteicos, y para la sociedad, la reducción del impacto ambiental de la producción.
La NRC (2001) sobrestimó la cantidad de leche permitida por proteína metabolizable (PM) en niveles altos de producción y la subestimó en niveles más bajos. El problema se debió en parte a la suposición del modelo de que la conversión de PM en proteína de leche, después de restar el mantenimiento, era constante al 65%, y este problema se extendió a los aminoácidos (AAs), que se expresan como un porcentaje de PM (Hanigan et al., 2013).
De hecho, si el tejido mamario posee un buen suministro de energía, este será capaz de producir leche cerca de su máximo potencial al aumentar la eficiencia de extracción de los AAs desde el flujo sanguíneo. Por otro lado, si la glándula mamaria sufre un aporte energético inadecuado, se reducirá la síntesis de proteína láctea, disminuyendo la extracción de AAs, pero su catabolismo aumentará. Si la energía se mantiene constante y se reduce el suministro de AAs, ellos se catabolizarán menos y aumentará la eficiencia de extracción por parte de la glándula mamaria. Por lo tanto, debido a la capacidad de extracción variable de los AAs, asumir una eficiencia de uso post-absorción constante para la síntesis de proteína láctea no fue adecuado (Hanigan et al., 2013).
En comparación con el NRC (2001), los cuatro cambios principales de NASEM (2021) en la nutrición proteica fueron: i) la eliminación de sesgos en las predicciones en el sistema de proteínas degradables en el rumen (RDP) y no degradable (RUP) en el rumen, ii) una nueva predicción de proteína microbiana que refleja la naturaleza integradora de los suministros de proteínas y carbohidratos (FDN y almidón) en el crecimiento microbiano, iii) nueva predicción de producción de proteína láctea basada enteramente en el suministro de 5 aminoácidos esenciales (AAE) y el suministro de energía, y iv) la adopción de la eficiencia variable en el uso de aminoácidos.
Otros cambios incluyeron predicciones actualizadas de usos endógenos y reproductivos, eliminación del suministro endógeno de PM, corrección de errores estequiométricos en la conversión de proteínas y AAs libres, y revisión de la composición de aminoácidos de alimentos y proteínas corporales. Una limitación de NASEM (2021) es la imposibilidad de predecir el reciclaje y uso de AAs para otras funciones metabólicas en periodos críticos como la transición (Lapierre et al 2021, Hanigan, 2022).
El uso de funciones integradoras para la proteína microbiana y la proteína de la leche obligó a un cambio en el enfoque conceptual para definir los requerimientos de aminoácidos, proteínas y energía para la lactancia. En NASEM (2021) ya no es posible definir una necesidad específica de ninguno de estos nutrientes; el modelo representa las respuestas a cada uno, y la economía determinará la mejor combinación general de nutrientes a utilizar, dentro de los límites biológicos (Hanigan, 2022).
Debido a que el NRC (2001) presentó una sobreestimación de RUP y subestimación de RDP, en NASEM (2021) las tasas de pasaje ruminal disminuyeron; de 6,69 a 5,28%/h en concentrados y de 5,07 a 4,87%/h en forrajes, resultando en una reducción del aporte de RUP de todos los alimentos, especialmente los concentrados, y dentro de ellos, aquellos con mayor contenido de RUP. El resultado es que, se alteró la composición del flujo proteico total, reflejando mayor contribución del pool microbiano y menor contribución de la RUP (Hanigan, 2022).
La producción de proteína microbiana es función de la degradación ruminal del contenido de FDN, almidón y RDP, siendo este último el principal impulsor de la síntesis en condiciones dietéticas típicas. Sin embargo, la sustitución de los carbohidratos degradables en el rumen previamente mencionados por RDP no aumentará la producción de proteína microbiana. La conversión de RDP en proteína cruda microbiana es del 51,6%. La recomendación mínima de PDR es del 10% de la dieta. La digestibilidad intestinal de la proteína microbiana no cambió (80% de proteína microbiana es proteína verdadera y la proteína verdadera es 80% digestible), pero la digestibilidad de RUP se actualizó. El suministro de proteínas endógenas ya no se contabiliza dentro de la PM. Así, para mejorar la precisión del modelo, fue necesario cambiar los orígenes de los pools que forman la PM, en algunos casos sus digestibilidades, y actualizar la composición de los AAs de los ingredientes de las dietas (Hanigan, 2022).
El uso de PM para la síntesis de proteínas lácteas está dirigido por la integración de 5 aminoácidos esenciales (AAE; histidina, isoleucina, leucina, lisina y metionina), energía digestible de fuentes no proteicas (EDnp), FDN digestible (dNDF) y peso corporal (PC). Los otros 15 AAs se consideran como una suma. La PM estimada no se considera directamente en la predicción de la producción de proteína láctea en NASEM (2021), por lo que no hay requerimiento de PM. Además, cada término de la ecuación es aditivo (5AAE, EDnp, dFDN y PC), en consecuencia, una producción de proteína láctea deseada puede alcanzarse mediante un número infinito de combinaciones entre ellos (Hanigan, 2022).
El modelo NASEM (2021) indica los requerimientos de energía y proteína en términos netos de energía y AAs con diferentes eficiencias de conversión de dieta en producto. Bajo esta premisa, la cantidad “necesaria” en la dieta para alcanzar el nivel objetivo de producción no es fija. Varía en función de los otros nutrientes que se aporten y, hasta cierto punto, del entorno y del estado fisiológico en el que se encuentre el animal. Un ejemplo ilustrativo es la cantidad de FDN necesaria en la dieta; puede variar con la cantidad y la degradabilidad ruminal del almidón (procesamiento), el origen de la FDN, el tamaño de partícula del forraje, por lo que no hay una exigencia fija, sino un rango en el contenido de FDN (Hanigan, 2022).
La verdadera demanda de los animales es por los AAs que conforman la PM. La diversidad de la composición de AAs en el PM obligó, hasta cierto punto, a sobreestimar los requisitos de PM en el NRC (2001) como medida compensatoria por una posible baja oferta de algunos de ellos. Por lo tanto, los animales pueden alimentarse con éxito con un suministro más bajo de PM si la composición de AA es más adecuada a sus exigencias (Hanigan et al, 2013).
Enfocando la nutrición proteica de las vacas lecheras dirigida a los AAs, el Comité del NASEM (2021) calculó la eficiencia de uso de los AAE, definió el objetivo de eficiencia en el uso de los AAE, predijo la eficiencia del uso de los AAE, identificando los factores que la afectan, e identificó los AAE con menor oferta (Lapierre et al 2021).
Para calcular la eficiencia del uso de aminoácidos se consideró el concepto de eficiencia combinada, que además de la exportación (proteína láctea, proteína metabólica fecal y descamación) y el incremento de tejido corporal (crecimiento y reproducción), incluye la pérdida urinaria endógena obligatoria y el catabolismo de AAs. La eficiencia combinada considera que el catabolismo de AAs no ocurre en el mismo sitio de síntesis o secreción de proteína. Cuando el flujo neto de un AAE es bajo, el flujo post-absorción es muy similar al filtrado y secretado en la leche por la glándula mamaria, lo que indica poco catabolismo. Un caudal adecuado a alto de AAE aumenta su catabolismo (Lapierre et al., 2020; Lapierre et al, 2021).
El catabolismo de aminoácidos se considera una ineficiencia que siempre sucederá, pero este puede ser mayor si aumenta su suministro. Esto hace que:
· La eficiencia de uso de un AAE no es fija;
· Los AAE con la mayor eficiencia de uso tienen la menor cantidad metabólica disponible;
· La necesidad de definir un valor de eficiencia de referencia para cada AAE, debido a la gran variación dentro y entre AAE.
NASEM (2021) considera como referencial de eficiencia en el uso de los AAE el valor donde la exportación de proteína se torna mayor. La relación obtenida entre ambas variables fue el comportamiento cuadrático. En el caso de la lisina, el valor objetivo fue de 0,72 (Figura 2). Para AAE el resultado se ajustó con estudios que eliminaron los 5 impulsores de la producción de proteína láctea. También se asumió una ingesta energética adecuada, sin embargo, se necesita más investigación con ingesta de energía variable (cantidad y tipo) y variaciones graduales individuales de los AAE. (Lapierre et al 2021).
Cuando las dietas son de baja concentración proteica, el metabolismo animal detecta el déficit, se reducen las pérdidas catabólicas con el fin de preservar los AAs para tratar de mantener el nivel de producción. También hay un mayor reciclaje de urea, dirigiéndola a la síntesis de proteína microbiana ruminal que contribuirá como PM. Sin embargo, estos cambios no son suficientes y se produce una pérdida de producción, pero generalmente será menor que la disminución del catabolismo, tornando al animal más eficiente en el uso de los AAs disponibles para producción. Los AAE con menor producción de proteína láctea fueron los que menor cantidad disponible tuvieron (Lapierre et al., 2020, Hanigan, 2022).
Existe una relación entre la energía y proteína/AAs y la energía y proteína secretada en la leche producida, pero también hay una interacción entre la energía y proteína/AAs consumida. La baja ingesta de proteínas/AA limitará la cantidad de proteína láctea que puede producir, lo que limitará la producción de lactosa (la proteína de la leche es un impulsor de la síntesis de lactosa) y, por lo tanto, disminuirá la energía contenida en la leche. La vaca será capaz de redirigir esta energía, almacenar más reservas en forma de grasa y reducir el consumo ya que esta energía adicional se detecta en el centro de regulación de consumo del cerebro. En este caso, la eficiencia de la conversión de energía disminuye y la proteína aumenta. Pero la proteína no es una entidad única, está compuesta por AAs, por lo que el ejemplo anterior se aplica a todos los AAE, así como a la fibra, almidón, algunos ácidos grasos, y posiblemente a vitaminas y minerales si no se suplementan, lo que hace que el estudio sea complejo (Hanigan, 2022).
Evaluando los efectos económicos y ambientales de la actualización de las recomendaciones de PM y AAE, se simularon dietas para ganado lechero en Canadá con base en i) NRC (2001), basadas en PM y PM más lisina y metionina (como % de PM) y ii) en un enfoque factorial más actual (similar a NASEM, 2021), balanceando la PM o AAE (considerando histidina, lisina y metionina). En comparación con el balance por PM (NRC, 2001) la consideración de AAE (similar a NASEM 2021) redujo 3.8% el balance de N estimado del establo e incrementó tanto los ingresos netos en 4,5% (menor inclusión de concentrado proteico en las dietas) como la eficiencia del uso de N por parte del animal en un 4,3%, reduciendo 1.7% la emisión total de gases de efecto invernadero al reducir la emisión de N2O. Aunque la magnitud de la mejora puede diferir en función de la situación de la explotación, el nuevo enfoque constituye una mejor adecuación entre la oferta y las necesidades de AAs, y pudiendo brindar la oportunidad de disminuir la excreción de N de los establos y ser más rentable (Binggeli et al., 2021).
Para alcanzar el 100% del potencial de las vacas, la dieta probablemente debe proporcionar una combinación perfecta de nutrientes, pero dado que las vacas están a niveles de producción más bajos que los máximos posibles, hay varias combinaciones de nutrientes que se pueden utilizar para lograr la producción objetivo. Por lo tanto, no hay requerimientos específicos para un nutriente, sino más bien rangos de adecuación aparente que pueden variar según lo que se proporcione como dieta, el entorno y el estado fisiológico de la vaca (Hanigan, 2022).
El aporte mínimo de cada uno de los AAE sería la cantidad neta en secreciones, la adición de tejido corporal más las pérdidas mínimas que siempre se producen (ineficiencia que aumenta en relación con el suministro). La eficiencia media de uso de los AAE para mantenimiento y producción se sitúa entre el 60 y el 75%, con valores entre el 71 y el 75% para His, Ile, Leu, Lys y Met (AAE impulsores de la síntesis de proteina láctea). Estas eficiencias se pueden utilizar para calcular los suministros objetivo que se absorberán. Sin embargo, se puede alimentar a más de un AAE o energía digestible de origen no proteico para compensar un déficit aparente de otro, siempre que el déficit no sea mayor que la eficiencia de uso biológicamente alcanzable (la compensación permitida) (Hanigan, 2022).
Parece ser que la eficiencia de uso del 90% es un límite práctico para la formulación de dietas, pero no se puede tratar de operar todas las eficiencias de uso de AAE al 90%, ya que se producirá una pérdida de producción. Probablemente se pueden operar 1 o posiblemente 2 eficiencias de uso al 90%, siempre que el nivel de energía sea alto y uno o más de los AAE impulsores tengan una eficiencia de uso inferior al objetivo (Hanigan, 2022).
La probabilidad de que un AAE limite la producción debe aumentar a medida que aumenta la eficiencia de su uso. Por lo tanto, tiene sentido complementar aquellos con mayor eficiencia de uso, siempre que sea económicamente viable. Un AAE con menor eficiencia pero mucho más barato que uno con mayor eficiencia puede ofrecer la mejor opción económica.
La metionina ha sido considerada durante mucho tiempo como uno de los aminoácidos más limitantes en la producción de leche (Schwab et al., 1976). En virtud de su papel como sustrato o estimulador de la síntesis de proteína láctea en vacas lecheras (Yoder et al., 2020), este aminoácido se considera ahora uno de los cinco que integradamente promueven el proceso anabólico antes mencionado (NASEM, 2021), cambiando únicamente las consideraciones nutricionales para su suplementación.
Timet®, la metionina protegida de la acción ruminal de Vetagro, es un producto de biodisponibilidad comprobada (Fontoura et al. 2019, Fernandes et al., 2024). La suplementación con Timet® en las dietas de vacas lecheras lactantes permite: I) aumentar la eficiencia del uso del nitrógeno al reducir la proteína cruda de la dieta, siempre que el aporte de PM sea adecuado (Fredin et al., 2016) y II) incrementar la producción de leche y sus sólidos en animales que consumen dietas con bajo aporte de metionina metabolizable (King et al., 2021)y III) el intervalo parto-concepción y número de servicios/concepción de vacas lecheras primíparas (AbedalMajed et al., 2023).
Referencia Bibliográficas a solicitud: marketing@adisens.com
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