Instituto Babcock para la Investigacin y Desarrollo Internacional de

la Industria LecheraEsencialesLecheras

Universidad de Wisconsin-Madison

240 Agriculture Hall, 1450 Linden Dr., Madison, WI 53706 USA, phone: 608-265-4169, babcock@calshp.cals.wisc.edu 17

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Michel A. WattiauxInstituto Babcock

INTRODUCCIONLas protenas proveen los aminocidos

requeridos para el mantenimiento defunciones vitales como reproduccin,crecimiento y lactancia. Los animales no-rumiantes necesitan aminocidos pre-formados en su dieta, pero los rumiantespueden utilizar otras fuentes de nitrgenoporque tienen la habilidad especial desintetizar aminocidos y de formar protenadesde nitrgeno no-proteco. Esta habilidaddepende de los microorganismos en elrumen. Adems los rumiantes poseen unmecanismo para ahorrar nitrgeno. Cuandoel contenido de nitrgeno en la dieta esbajo, urea, un producto final delmetabolismo de protena en el cuerpopuede ser reciclado al rumen en cantidadesgrandes. En los no-rumiantes, la ureasiempre se pierde en la orina. Es posiblealimentar vacas con fuentes de nitrgeno noproteco y obtener una produccin de 580gr. de protena de leche de alta calidad y4000 kg. de leche en la lactancia.

TRANSFORMACION DE PROTEINAEN EL RUMEN

Las protenas de los alimentos sondegradadas por los microorganismos delrumen va aminocidos para formaramoniaco y cidos orgnicos (cidos grasascon cadenas mltiples). El amoniacotambin viene de las fuentes de nitrgenono-proteco en los alimentos y de la ureareciclada de la saliva y a travs de la pareddel rumen. Niveles demasiado bajos de

amoniaco causan una escasez de nitrgenopara las bacterias y reduce la digestibilidadde los alimentos. Demasiado amoniaco enel rumen produce una perdida de peso,toxicidad por amoniaco y en casosextremos, muerte del animal.

El nivel de utilizacin de amoniaco parasintetizar protena microbiana dependeprincipalmente de la disponibilidad deenerga generada por la fermentacin decarbohidratos. En promedio, 20 gr. deprotena bacteriana es sintetizada de 100 grmateria orgnica fermentada en el rumen.La sntesis de protena bacteriana puedevariar entre 400 gr/da a aproximadamente1500 gr/da segn la digestibilidad de ladieta. El porcentaje de protena en bacteriasvaria entre 38 y 55% (Cuadro 1). En general,las bacterias contienen mas protena cuandolas vacas consumen mas alimentos y,adems, las bacterias, pegadas a partculasde alimentos, pasan ms rpidamente delrumen al abomaso.

Usualmente una porcin de protena de ladieta resiste la degradacin en el rumen ypasa sin degradacin al intestino delgado.La resistencia a la degradacin en el rumenvaria considerablemente entre fuentes deprotena y esta afectada por varios factores.Usualmente las protenas en un forraje sondegradadas a un mayor nivel (60-80%) quelas protenas en concentrados osubproductos industriales (30-60%).

Una porcin de la protena bacteriana esdestruida dentro el rumen, pero la mayoraentra el abomaso pegada a las partculas dealimentos. Los cidos fuertes secretados en

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HIGADO

HECESRUMEN INTESTINOSDIETA

ForrajesGranos

Aminocidos

MUSCLOS(Y OTROS TEJIDOS)RINON GLANDULA MAMARIA

Protena lcteaProtena

Protena

Nitrgeno no-protena

SALIVA

Aminocidos

Amoniaco Protenabacteriana

Aminocidos

Alimentos no-digeridos y nitrgeno bacteriano

Amoniaco

Urea

Urea

UreaUrea

Orina

Amino-acidos

GlucosaMetabolismode carbohidratos

Urea

AminocidosEnerga

AminocidosEnerga

Protena

Protena Nitrgeno metablicode las heces

Aminocidos

Protena

PARED DELINTESTINO Y GLANDULAS

(desague)

Rec

icla

je de

urea

SANGRE(Circulacin

General)

SANGREPORTAL (al higado)

Urea AminocidosUrea Aminocidos

Urea en la leche

Urea

Energa de lafermentacinde carbohidratos

PARED DEL RUMEN

Aminocidos

Acidos grasos de cadena divididas

Figura 1: Metabolismo de protenas en la vaca

5 - Metabolismo de Protenas

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Cuadro 1: Composicin (%) y digestibilidaden el intestino (%) de microbios ruminales1

BacteriasMedia Rango Protozoos

Protenas 47.5 38 - 55 -Acidos nucleicos2 27.6 - -Lpidos 7.0 4 - 25 -Carbohidratos 11.5 6 - 23 -Peptidoglican3 2.0 - -Minerales 4.4 - -Protena cruda 62.5 31 - 78 24 - 49Digestibilidad 71.0 44 - 86 76 - 85

1Adaptada de Ecologa Nutricional del Rumiante.1982. O & B Books Inc., 1215 NW Kline Place,Oregon 97330

2Acidos nucleicos = materia gentica3Peptidoglican = estructura compleja en la pared de

las bacterias.

el abomaso paran toda actividadmicrobiana y las enzimas digestivascomienzan a separar las protenas paraformar aminocidos. Aproximadamente60% de los aminocidos absorbidas en elintestino delgado son derivadas de protenabacteriana, y el 40% restante es de protenano degradada en el rumen.

La composicin de los aminocidos en laprotena bacteriana es relativamenteconstante, sin mas all de la composicin dela protena en la dieta. Todos losaminocidos, incluyendo los esenciales,estn presentes en la protena bacteriana enuna proporcin que aproxima a lasproporciones de aminocidos requeridospor la glndula mamaria para el sntesis deleche. As la conversin de protena de losalimentos a protena bacteriana esusualmente un proceso beneficioso. Laexcepcin es cuando se alimenta conprotena de alta calidad y el amoniacoproducido en el rumen no puede serutilizada debido a una falta de energafermentable.

PROTEINA EN LAS HECESCasi 80% de la protena que alcanza el

intestino delgado es digerido, el resto pasaa las heces. Otra fuente importante denitrgeno en las heces son las enzimas

digestivas secretadas en el intestino y elremplazo rpido de las clulas del intestino(protena metablica de las heces). Enpromedio, por cada incremento de 1kg demateria seca ingerida por la vaca, hay unaumento de 33g de protena corporalperdido en el intestino y eliminado en lasheces. Las heces de rumiantes son un buenfertilizante porque son ricas en materiaorgnica y especialmente ricas en nitrgeno(12.2-2.6% de nitrgeno o equivalente a 14-16% protena cruda) comparado con lasheces de animales no-rumiantes.

M E T A B O L I S M O E N E L H I G A D O Y R E C I C L A J E D E U R E A

Cuando hay una falta de energafermentable o cuando la protena cruda enla dieta es excesiva, no todo el amoniacoproducido en el rumen puede serconvertido a protena microbiana. Unexceso de amoniaco pasa la pared delrumen y es transportado al hgado Elhgado convierte el amoniaco a urea queest liberada en la sangre. La urea en lasangre puede seguir uno de dos caminos:

1) Volver al rumen va la saliva o a travsde la pared del rumen.

2) Excrecin en la orina por los riones.

Cuando la urea vuelve al rumen estreconvertida a amoniaco y puede servircomo una fuente de nitrgeno para elcrecimiento bacteriano. La urea excretadaen la orina significa una perdida denitrgeno para animal. Cuando las racionesson bajas en protena cruda, la mayora dela urea esta reciclada y poco se pierde en laorina. Sin embargo, mientras se incrementala protena cruda en la racin, menos ureaesta reciclada y ms de la misma esexcretada en la orina.

SNTESIS DE PROTEINA DE LA LECHEDurante la lactancia, la glndula mamaria

tiene una alta prioridad para utilizaraminocidos. El metabolismo deaminocidos en la glndula mamaria essumamente complejo. Aminocidos pueden

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ser convertidos a otros aminocidos ooxidados para producir energa. La mayorade los aminocidos absorbidos por laglndula mamaria es utilizada parasintetizar protenas de leche. La lechecontiene aproximadamente 30g de protenapor kg., pero hay diferencias importantesentre razas y dentro la misma raza devacas. La protena principal en la leche escaseina y esta forma 90% de la protena enla leche (Cuadro 2). Las caseinascontribuyen al alto valor nutritivo demuchos productos lcteos. Las protenas desuero de leche tambin son sintetizadas deaminocidos en la glndula mamaria.-Lactalbumina es un enzima que tienefunciones en el sntesis de lactosa, y esimportante en la formacin de cuajadas enel proceso de hacer quesos. Algunasprotenas encontradas en la leche(inmunoglobulinas) juegan un papel entransmitir resistencia a enfermedades alternero recin nacido. Las inmuno-globulinas son absorbidas directamente dela sangre y no sintetizada dentro laglndula mamaria y as su concentracin enel calostro no es alto. La leche contienecomplejos de nitrgeno no-proteco encantidades muy pequeas (por ejemplourea: 0.08 g/kg.).

PROTENAS Y NITROGENO NO-PROTECO EN LA RACIN DE

VACAS LECHERASLas recomendaciones para la concentracinde protena cruda en las raciones de vacaslecheras varan entre 12% por una vaca secahasta 18% por una vaca en la primera partede lactancia. Si la dieta de vacas queproducen 20 a 25 kg. de leche contieneaproximadamente 16% de protena cruda,la mayora de forrajes y concentradostienen protena adecuada. Sin embargo, sila produccin de leche aumenta, la protenabacteriana en el rumen puede resultarinsuficiente y fuentes de protenaresistentes a la degradacin ruminal

pueden llegar a ser necesarias para proveerla cantidad requerida de aminocidos.Fuentes tpicas de protena resistente a ladegradacin microbiana en el rumenincluyen granos de la industria cervecera,granos de destilera y protenas de origenanimal (subproductos de mataderos, harinade plumas y harina de pescado).

Por otro lado, el nitrgeno no-protecopuede ser especialmente utilizado cuandola racin contiene menos de un 12-13% deprotena cruda. La urea es probablemente lafuente mas empleada de nitrgeno no-proteco en las raciones lecheras. Sinembargo debe ser utilizado con cautelaporque en exceso lleva rpidamente aintoxicacin con amoniaco. Los alimentosque son mas exitosamente suplementadoscon urea son altos en energa, bajo enprotena y bajos en fuentes naturales denitrgeno no-proteco. Una lista parcial detales alimentos incluyen granos de cereales,melaza, pulpa de remolacha azucarera,heno de pasto maduro, y ensilaje de maz.La urea no debe ser utilizada parasumplementar alimentos ricos en nitrgenoaltamente disponible. Tales alimentosincluyen harinas de semillas oleaginosas(soja, canola [colza], etc.), forrajes deleguminosas y gramneas jvenes. Ademsla urea debe ser limitada a no ms de 150-200 g/vaca/da, bien mezclada con otrosalimentos para mejorar la palatabilidad yagregada progresivamente a la racin parapermitir la vaca a adaptarse.

Cuadro 2: Principales protenasencontradas en la leche normal de vacasProtena Concentracin (g/kg)

.......................... Caseinas ............................-caseina 14.0-caseina 6.2-caseina 3.7-caseina 1.2

..................... Protenas de Suero .....................Inmunoglobulinas1 0.6-Lactalbumina 0.7-Lactoglobulina 0.3

1Aumenta drsticamente durante mastitis