Aporte Adecuado de Carbohidratos durante Periodos de Estrés por Calor

Dairy January 15, 2016 Print Friendly and PDF

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La acidosis ruminal es un proceso derivado de la acumulación excesiva de ácidos grasos volátiles en el rumen y/o un aporte insuficiente de sustancias que neutralicen su acidez (tampones) vía saliva o ingestión de alimento. Los cambios fisiológicos, metabólicos y del comportamiento de las vacas sometidas a estrés calórico aumentan su susceptibilidad a padecer acidosis ruminal subaguda o subclínica (ARS), caracterizada por caídas del pH ruminal  hasta valores entre 5,2 y 5,6.  Mishra y col. (1970) observaron pH ruminales inferiores en vacas en ambientes cálidos (29,4 °C  y 85% humedad relativa, HR) alimentadas con dietas de alto contenido en forraje (65%; pH 6,1 vs. 6,4) en comparación con ambientes fríos (18,3 °C y 50 % HR). Esta diferencia en el pH ruminal fue más acentuada cuando  la  dieta  contenía menor cantidad de forraje (35%; pH de 5,6 vs. 6,1). Además del pH ruminal medio, también es importante el tiempo durante el cual el pH se mantiene en niveles bajos. AlZahal y col. (2007) definieron la ARS como una caída en el pH ruminal por debajo de 5,6 durante  periodos de 2,5 a 5 horas diarias. Estos son los principales cambios que se producen durante periodos de estrés calórico:

  • Las vacas afectadas por estrés calórico consumen menos alimento y por tanto rumian menos. Además, también disminuyen la frecuencia e intensidad de las contracciones ruminales.  Estos factores provocan una disminución en la producción de saliva y como resultado, la cantidad de agentes tampón que llegan al rumen disminuye.
  • Durante el estrés calórico las vacas incrementan el ritmo respiratorio (jadeo) para aumentar la eliminación de calor a través de los pulmones. Como consecuencia de esto, se pierde dióxido de carbono ocasionando una alcalosis respiratoria. Para compensarla, el organismo aumenta la excreción de bicarbonato y disminuye su concentración en sangre y en la saliva. Además, durante el jadeo las vacas babean y pierden saliva, lo que constituye una pérdida adicional del efecto tampón.
  • Cambios en el comportamiento alimentario también contribuyen a la acidosis ruminal. Cuando la temperatura ambiental es elevada, las vacas tienden a disminuir el número de episodios de consumo y a aumentar la cantidad de alimento consumido en cada uno. El pH ruminal disminuye después de las comidas, la disminución es más pronunciada al incrementar el tamaño de cada comida. Además, durante épocas cálidas las vacas aumentan la tendencia a seleccionar partículas finas (concentrados) de la ración completamente mezclada (RCM) o a disminuir la ingestión de forrajes cuando los alimentos se suministran por separado.

Los problemas principales asociados con la presencia de la ARS durante la época cálida son la disminución en el porcentaje de grasa de la leche y el aumento en la incidencia de laminitis. Un estudio realizado en granjas lecheras de Florida con casi 23.000 observaciones reportó caídas en los porcentajes de grasa de  3,85 a 3,31% cuando la temperatura ambiental ascendió de 9 a 36 °C (Beede y col., 1985). Cook y col. (2004) estudiaron 1.155 casos de cojeras que habían sido tratadas en 10 granjas lecheras de Wisconsin (Figura 1). El estudio demostró que Septiembre fue el mes con mayor incidencia de cojeras, con más de 16 casos por cada 100 animales. Además, a diferencia del resto de los  meses, las cojeras ocasionadas por lesiones en el casco fueron más frecuentes que las lesiones infecciosas. Los autores indicaron que el estrés calórico, que en Wisconsin comienza a afectar dos meses antes, podría haber sido el causante de este aumento en las lesiones del casco en Septiembre. Generalmente el aumento en la incidencia de lesiones asociadas con laminitis aparece varias semanas después de que las vacas comienzan  a sufrir estrés calórico.

Aporte de fibra efectiva

Durante periodos de estrés calórico, la disminución del consumo de alimento junto con un aumento en los gastos de mantenimiento producen que las vacas necesiten dietas con mayor contenido energético. Generalmente, los nutricionistas incrementan la densidad energética de las dietas aumentando el aporte de concentrados y rebajando el uso de forrajes. Esta práctica es recomendable, pero debe aportarse una cantidad mínima de fibra efectiva necesaria para estimular la rumia y mantener un pH ruminal adecuado.

El National Research Council (NRC 2001) recomienda un nivel de fibra neutro detergente (FND) forrajera en las dietas de entre 15 y 19% en base a materia seca (MS). El rango de inclusión recomendado depende de los niveles de FND y de carbohidratos no fibrosos (CNF). Esta recomendación debe utilizarse como mínimo absoluto, ya que fue desarrollada con raciones basadas en alfalfa, con tamaño de partícula adecuado, suministradas como RCM y maíz molido como principal fuente energética. Además no tiene en cuenta los efectos de las altas temperaturas ambientales. La especificación de que un porcentaje de la FND debe ser aportada por forrajes es para asegurar una cantidad adecuada de FND físicamente efectiva en la dieta. La fibra forrajera estimula la rumia y la masticación, incrementando la producción de saliva. Muy comúnmente se asocia el nivel de FND en la ración con la incidencia de acidosis. Sin embargo, los niveles de FND de la ración no tienen una relación clara con el pH ruminal. En cambio, sí existe una alta correlación  entre la FND forrajera y el pH ruminal. En un meta-análisis de 106 dietas se encontró que el pH ruminal estaba relacionado positivamente con el porcentaje de la FND forrajera (P<0,0001; r2=0,63) pero no con la FND (Allen, 1997).  

Un experimento llevado a cabo en la Universidad de Georgia demostró la importancia de la inclusión de forraje en dietas para vacas sometidas a estrés calórico. West y col. (1999) probaron 4 dietas experimentales con la misma proporción de forraje:concentrado (40:60) pero con diferentes niveles de FND forrajera (Tabla 1). Los diferentes niveles de fibra de las dietas se consiguieron sustituyendo parte del ensilado de maíz por heno de hierba bermuda (grama). La concentración de FND forrajera aumentó de forma gradual desde un 17 % en la dieta sin heno hasta un 24,7% en la dieta alta en fibra (22,8% de heno). Las dietas con niveles intermedios de FND forrajera (19,2 y 23,5%) fueron las que produjeron más leche (25,8 y 26,4 kg/día, respectivamente). La composición de la leche también se vio afectada. El porcentaje de grasa incrementó linealmente al aumentar la inclusión de FND forrajera en las dietas. Pero para mantener un nivel de 3,5% o superior de grasa de la leche fue necesario la inclusión de un mínimo de  23,5% de FND forrajera en las dietas.

Estos resultados no concuerdan con los obtenidos en un experimento realizado en Israel (Halachmi y col., 2004). Los autores compararon dos dietas con diferentes niveles de FND forrajera (12 y 18%) en vacas con una media de 125 días en leche expuestas a estrés calórico. El nivel de FND forrajera no influyó en el consumo de materia seca, pero sí tuvo efecto en la producción de leche. Las vacas alimentadas con la dieta baja en fibra forrajera produjeron 6% más leche (38,5 kg/día). Ya que el consumo fue similar en las dos raciones, la diferencia en la densidad energética de las dietas (1,73 vs. 1,66 Mcal/kg en dietas con 12 y 18% de FND  forrajera, respectivamente) puede haber afectado el resultado productivo.  Sin embargo, a diferencia del experimento de la Universidad de Georgia, en este experimento  no se observaron diferencias en el contenido en grasa de la leche. Ambas dietas produjeron leche con 3,4% de grasa.

Si bien existe una correlación positiva bastante clara entre el pH ruminal y la concentración de grasa de la leche, la misma es bastante baja (r2=0.39; Allen, 2007). Otros factores como son la movilización de reservas corporales y la cantidad y el tipo de grasa de la dieta pueden influir en la concentración y producción total de grasa láctea. Por lo tanto, un bajo porcentaje de grasa en la leche no debe ser considerado como síntoma inequívoco de acidosis ruminal. Además, las vacas afectadas por la ARS no siempre presentan bajos porcentajes de grasa láctea.

Recomendaciones prácticas

En la última publicación del NRC (2001), la concentración óptima de CNF en dietas para vacuno lechero no está bien definida. El rango de inclusión recomendado oscila entre 36 y 44% en base a MS. Los CNF incluyen almidones, azúcares, fibra soluble y ácidos orgánicos. Debido a sus diferencias en velocidad de degradación y composición química, presentan diferente capacidad para disminuir el pH ruminal. Los azúcares y almidones pueden fermentar a ácido láctico, el cual reduce el pH ruminal más que los ácidos acético, propiónico y butírico. Controlar la proporción y el tipo de CNF en la ración es esencial para prevenir la acidosis ruminal. Si bien la concentración de almidón recomendada en la dietas para vacas lecheras es de un 24-26% (Staples, 2007), esta cantidad podría disminuirse cuando se utilizan productos ricos en fibras digestibles como gluten feed, granos de destilería o cascarilla de soja.

Para mantener un pH ruminal adecuado es importante que la cantidad de almidones más azúcares no supere el 35% de la dieta en base a MS. Con el fin de asegurar una buena estimulación de la masticación y la rumia, debería asegurarse un mínimo de 22% de FND físicamente efectiva en la ración. La mejor forma de conseguir este nivel de fibra efectiva es aportando forrajes de máxima calidad. El uso de forrajes con alto contenido energético permite aumentar su nivel de inclusión en las dietas. Al aumentar la proporción de  forraje:concentrado se disminuye el riesgo de provocar acidosis. Para comprobar si la cantidad de fibra aportada en la ración es suficiente para mantener una buena salud ruminal se deben monitorear de rutina animales y dietas. Los parámetros a evaluar en un rebaño o en un lote de animales son los siguientes:

  • pH ruminal: El mejor momento para obtener una muestra del líquido ruminal es entre las 5 y 8 horas después de haber ofrecido la RCM. En general, se considera que un rebaño no tiene problemas de ARS cuando todos los animales testeados (un mínimo de 12 del rebaño o de cada lote) por ruminocentesis muestran un pH superior o igual a 5.8. Si un tercio o más de los animales testeados tiene valores entre 5,6 y 5,8 o menos de un 25% de los animales presenta valores inferiores a 5,5, el grupo es considerado con alto riesgo de ARS. Cuando más del 25% de los animales presenta valores inferiores a 5,5 el grupo tiene un problema de ARS. También es importante el periodo de tiempo en el que el pH ruminal se mantiene por debajo de 5,6. Un consumo excesivo de concentrado en determinado momento dará un valor momentáneo bajo de pH que puede no ser tan grave comparado con una dieta de bajo nivel de fibra efectiva que lo mantiene bajo durante más tiempo.
  • Actividad de rumia: En un rebaño con buena salud ruminal, entre un 50 y un 75% de las vacas que estén tumbadas deberían estar rumiando. La evaluación de la rumia debe realizarse en numerosas observaciones, una sola no es suficiente.
  • La prevalencia de laminitis debería ser inferior a un 10% del rebaño.
  • Porcentaje de grasa: Análisis individuales de grasa en leche de vacas Holsteins con valores inferiores a 2,5% no deberían estar presentes en más de un 10% de los animales testeados.
  • Materia fecal: Normalmente la materia fecal de animales con la ARS presenta una consistencia más líquida y espumosa. Además contienes restos de moco, partículas de fibra con tamaño superior a 1 cm y restos de granos sin digerir. El análisis de las heces puede llevarse a cabo con el Nasco Digestion Analyzer (NDA). Según recomendaciones del Instituto Miner (Cotanch and Darrah, 2012), menos de un 50% de la muestra fecal debería ser retenido en los tamices siguiendo esta distribución:

Tamiz

Tamaño tamiz (mm)

% Material retenido

Superior

4.76

<10%

Medio

2,38

10 - 20%

Inferior

1,59

10 - 20%

 

  • Tamaño de partículas de la dieta: El separador de partículas de Penn State permite evaluar el tamaño de las partículas en RCM. El material retenido en cada criba debe seguir las siguiente distribución:

Recomendaciones para el tamaño de partícula de RCM

Filtro

Tamaño criba (mm)

% Material retenido

Criba superior

19

2 - 8%

Criba media

8

30 - 50%

Criba inferior

1.8

30 - 50%

Bandeja baja

 

≤ 20

Además, también permite comprobar si los animales están seleccionando las partículas finas en la RCM. Para ello es necesario evaluar la uniformidad de la RCM a lo largo del tiempo (cada 6 horas) y en los rechazos. El material retenido en cada criba del separador de partículas no debe variar más de 5 unidades porcentuales con respecto a la RCM recién distribuida.

Conclusiones

Las vacas sometidas a estrés calórico son más susceptibles a padecer acidosis ruminal subaguda. Si bien el uso de agentes tampón como el bicarbonato de sodio ayudan a neutralizar la acidez ruminal no actúan sobre la causa del problema, que es la reducción de la rumia. Para mantener buena salud ruminal las vacas requieren mayor cantidad de fibra efectiva en la dieta. Durante épocas cálidas es recomendable el uso de forrajes con alta digestibilidad de la fibra y alto contenido energético. Además de la reformulación de dietas, deben de llevarse a cabo otras medias encaminadas a disminuir los efectos de las altas temperaturas en los animales como ventilación forzada, sistemas de aspersión para mojar a las vacas, etc.

Figuras y tablas

Figura 1: Índice de tratamiento de laminitis de 10 rebaños según mes y causa.

chart

Fuente: Adaptado de Cook y col. (2004).

 

Tabla 1. Efecto de la fibra efectiva sobre la producción y componentes de la leche.

 

 

DIETAS

Control

Baja

Media

Alta

INGREDIENTES (%)

Concentrados

60

60

60

60

Ensilado maíz

40

32,4

24,8

17,2

Hierba bermuda

0

7,6

15,2

22,8

COMPOSICION QUIMICA (%)

NDF

30,2

33,8

37,7

42

NDF-forrajera

17

19,2

23,5

24,7

ADF

16

17,9

19,4

21,2

PRODUCCION

Consumo (kg/día)

18,3

17,8

17,4

16,4

Producción leche (kg/día)

24,6

25,8

26,4

22,7

Producción LCG 3.5% (kg/día)

23,2

25,1

25,5

23

Eficiencia (LCG /consumo)

1,35

1,53

1,56

1,47

CALIDAD DE LECHE

% Grasa

3,21

3,28

3,5

3,69

Producción de grasa (kg/día)

0,77

0,85

0,87

0,81

% Proteína

3,39

3,22

3,16

3,02

Producción de proteína (kg/día)

0,83

0,83

0,81

0,68

LCG = leche corregida por grasa (3.5%?); Fuente: West y col. (1999)

Autores

Fernando Díaz-Royón y Alvaro García
Dairy Science Department
South Dakota State University

Referencias

Allen, M. S. 1997. Relationship Between Fermentation Acid Production in the Rumen and the Requirement for Physically Effective Fiber. J. Dairy Sci. 80:1447–1462

AlZahal, O.,  E. Kebreab, J. France, and B. W. McBride. 2007. A Mathematical Approach to Predicting Biological Values from Ruminal pH Measurements. J. Dairy Sci. 90:3777–3785.

Beede, D.K., R.J. Collier, C.J. Wilcox, and W.W. Thatcher. 1985. Effects of warm climates on milk yield and composition (short term effects). Chapter 6.1in Milk Production in Developing Countries, Univ. Edinburgh Center for Tropical Veterinary Medicine, p. 322-347.

Cook, N.B. 2004. Environmental and Nutritional Causes of Lameness. Pages 139-144 In Proceedings of 8th Dairy Symposium of the Ontario Large Herd Operators, March 9-11, London, Ontario.

Cotanch, K. and J. Darrah. 2012. Fecal fractions of the NASCO Digestion Analyzer/Cargill Manure Screener. The William H. Miner Agricultural Research Institute. Farm Report, June 2012. http://www.whminer.com/Farm%20Report/2012_06.pdf

Halachmi, I., E. Maltz, N. Livshin, A. Antler, D. Ben-Ghedalia, and J. Miron. 2004. Effects of Replacing Roughage with Soy Hulls on Feeding Behavior and Milk Production of Dairy Cows Under Hot Weather Conditions. J. Dairy Sci. 87:2230–2238

Heinrichs, J y P. Kononoff. DAS 02-42. Evaluando el tamaño de partícula de forrajes y RTMs usando el Nuevo Separador de Partículas de Forraje de Penn State. Departamento de Ciencias Animales y Lecheras. Universidad Estatal de Pennsylvania. http://www.das.psu.edu/research-extension/dairy/nutrition/pdf/separador-...

Mishra, M., F. A. Martz, R. W. Stanley, H. D. Johnson, J. R. Campbell, and E. Hilderbrand. 1970. Effect of diet and ambient temperature humidity on ruminal pH, oxidation reduction potential, ammonia and lactic acid in lactating cows. J. Anim. Sci. 30:1023–1028.

National Research Council. 2001. Nutrient Requirements of Dairy Cattle, 7th rev. ed. National Academy Press,Washington, DC.

Staples, C. R. 2007. Feeding dairy cows when corn prices are high. Proc. 44th Florida Dairy Production Conference. Gainesville, FL.

West, J. W., G. M. Hill, J. M. Fernandez, P. Mandebvu, and B. G. Mullinix. 1999. Effects of dietary fiber on intake, milk yield, and digestion by lactating dairy cows during cool or hot, humid weather. J. Dairy Sci. 82:2455–2465.

 

 

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This work is supported by the USDA National Institute of Food and Agriculture, New Technologies for Ag Extension project.