¿Cómo sucede la degradación ruminal de la proteína y qué factores la afectan?

La proteína microbiana sintetizada en el rumen provee la mayor parte de la proteína suministrada al intestino delgado de los rumiantes, lo que representa entre el 50 y el 80 % del total de proteína absorbible.

De acuerdo con el MV Rubén Pulido, PhD de la Universidad Austral de Chile, el metabolismo de nitrógeno en el rumen puede dividirse en 2 eventos: la degradación de proteínas (que ofrece fuentes de nitrógeno para las bacterias), y la síntesis de proteína microbial.

El primer paso de la degradación de las proteínas en el rumen implica la unión de bacterias a las partículas alimenticias. Los productos resultantes de degradar los nutrientes son péptidos y aminoácidos. (Lea: El proceso de la rumia: Tránsito y absorción ruminal)

La tasa y la magnitud en que se produce la degradación de las proteínas dependerán de la actividad proteolítica (esto es, degradación de proteínas) de la microflora ruminal y del tipo de proteína (la susceptibilidad y la accesibilidad a la unión de péptidos).

Factores que afectan la degradación de la proteína ruminal

Los factores más importantes que afectan a la degradación de proteína microbiana incluyen el tipo de proteína, las interacciones con otros nutrientes (principalmente hidratos de carbono dentro de un mismo alimento y en el contenido ruminal), y la población microbiana predominante (depende del tipo de ración, la tasa de pasaje ruminal, y pH ruminal).

Tipo de proteína

La solubilidad de las proteínas es un factor clave para determinar su degradabilidad. Por ejemplo, las prolaminas y las glutelinas son insolubles y se degradan lentamente, pero las globulinas son solubles y altamente degradable en el rumen.

Sin embargo, la estructura de la proteína también es importante. Algunas albúminas son solubles, pero contienen enlaces de bisulfuro, lo que hace que se degraden lentamente en el rumen, lo que significa que no solo la solubilidad incide en este aspecto.

De igual manera, el experto de la Universidad Austral de Chile señaló que algunas uniones específicas de péptido son más resistentes a la degradación ruminal que otras. (Lea: ¿Qué productos se usan para modular la fermentación ruminal en el ganado?)

Tasa de pasaje ruminal, pH rumen y su relación con el sustrato disponible

La degradación de las proteínas está inversamente relacionada con la tasa de pasaje a través del rumen. El National Council Research desarrolló ecuaciones de tasa de pasaje para forrajes basados en el consumo de materia seca, contenido de fibra y proporción de concentrado.

Según el NRC, la tasa de pasaje de la digesta de una vaca que consume 18 kg de MS de una ración de forraje-concentrado 70:30 aumentaría de 0,049 a 0,057/h con forrajes húmedos, de 0,040 a 0,046/h con forrajes secos y de 0,056 a 0,068/h con concentrados.

Si la misma vaca consumiera 26 kg de MS de una ración cuya proporción forraje-concentrado fuera 40:60, estos cambios son pequeños y representan solo un modesto aumento del suministro de proteínas no degradada en la dieta en el flujo hacia el intestino delgado.

El pH óptimo para las enzimas proteolíticas del rumen oscila entre 5,5 a 7,0, aunque la degradación de la proteína se reduce en el extremo inferior del pH ruminal. (Lea: Otros aspectos sobre el crecimiento y desarrollo del aparato digestivo de los rumiantes)

Las investigaciones que se han adelantado sobre la incidencia del pH del rumen en la degradación de la proteína indican que esta se ve afectada por el pH y el tipo de ración, lo que puede estar definido por el tipo de población microbiana predominante en el rumen.

Interacciones de nutrientes

El efecto combinado de pH y sustrato en la degradación de la proteína ruminal puede explicarse por medio de la población microbiana predominante. Si bien la degradación de la proteína se produce por la acción de enzimas proteolíticas, otras actividades enzimáticas contribuyen a ello.

Muchas proteínas vegetales se encuentran atrapadas en una matriz de fibra que necesita ser degradada antes que las proteasas (enzimas proteolíticas que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas y producen péptidos o aminoácidos) puedan acceder a las proteínas.

Por lo tanto, parece que la degradación de proteínas en el rumen requiere la presencia de varias enzimas proteolíticas y no-proteolíticas, y que se necesita la combinación de varias actividades microbianas y enzimáticas para obtener la máxima degradación de las proteínas.

Es probable que con una ración rica en concentrado, incluso si el pH es alto, las bacterias que degradan almidón predominen y la digestión de fibra disminuya, por reducción del número de bacterias celulolíticas lo que a su vez provoca disminución en la degradación de las proteínas.

Por lo tanto, el efecto del pH y/o el sustrato en fermentación pueden afectar a la población microbiana predominante y modificar la degradación de las proteínas, causada por las interacciones entre los nutrientes.

Entonces se podría hipotetizar que la reducción en el número de bacterias celulolíticas, como consecuencia del bajo pH, provoca una reducción de la degradación de fibra, lo que limita el acceso de las bacterias proteolíticas a las proteínas provocando, de manera indirecta, disminución de la degradación de las proteínas.