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Contradiciendo el estrés por calor y la depresión de la grasa láctea.

Publicado: 13 de agosto de 2014
Por: Ilkyu Yoon, Ph.D, Diamond V
El estrés por calor generalmente ocasiona en las vacas una depresión de la grasa láctea (MFD por sus siglas en inglés) y los investigadores no entienden completamente el fenómeno. Sin embargo, parece posible que se puede hacer impacto en la MFD a través de la ración, y ayudar a reducir sus efectos al mejorar la función ruminal.
Para comprender cómo el estrés por calor puede conducir a MFD, nos ayudará revisar la síntesis de la grasa de la leche en la vaca y los mecanismos potenciales para MDF durante el estrés por calor.
 
Acidos grasos para la síntesis de la grasa láctea
Loa ácidos grasos para la síntesis de la grasa láctea provienen de dos fuentes. Los ácidos grasos de cadena larga (más de 16 átomos de carbono por molécula) derivan de la absorción de ácidos grasos preformados circulantes, grasa en la dieta absorbida por el sistema digestivo, y ácidos grasos no esterificados (NEFA por sus siglas en inglés) de la movilización de reservas de grasa corporal. Los ácidos grasos de cadena corta (4 a 8 carbonos) y de cadena media (10 a 14 carbonos) se originan en la glándula mamaria de la síntesis de novo. Los ácidos grasos de 16 carbonos pueden originarse en ambas fuentes.
Para una vaca bien alimentada, un 4% a 8% estimado de ácidos grasos de la leche se originan de la descomposición de la grasa corporal (i.e., NEFA). Sin embargo, la contribución de esta fuente podría progresivamente incrementar a lo que decrece el balance energético neto (Bauman y Griinari, 2001), lo cual sucede en vacas con estrés Sin embargo, la contribución de esta fuente podría balance neto de energía decrece estrés calórico.
Sin embargo, la contribución de esta fuente podría incrementar progresivamente a lo que el balance neto de energía decrece (Bauman y Griinari, 2001), lo que sucede en vacas con estrés calórico.
Existen dos mecanismos potenciales de la MFD durante el estrés calórico:
  • Bio-hidrogenación del ácido graso del rumen – que inhibe la síntesis de novo de la grasa láctea; y
  • Lipo-polisacáridos en el rumen – que limitan el suministro de sustrato y la síntesis de novo de la grasa láctea.
 
Bio-hidrogenación alterada de ácidos grasos
La bio-hidrogenación de ácidos grasos insaturados en el rumen produce ácidos grasos saturados. De acuerdo con la bien aceptada “teoría de bio-hidrogenación” (Bauman y Griinari, 2001), la MFD es el resultado de cambios en la bio-hidrogenación del rumen de ácidos grasos no saturados, y del paso de intermediarios específicos de bio-hidrogenación fuera del rumen (i.e., trans-10, cis-12 CLA). Estos intermediarios de bio-hidrogenación interfieren posteriormente con la expresión de genes involucrados en la síntesis de grasa, reduciendo por lo tanto la síntesis de grasa láctea en la glándula mamaria.
Siguiendo la teoría de bio-hidrogenación, la MFD requiere:
  1. Sustratos para la formación de potentes inhibidores de síntesis de grasa láctea (i.e., ácido linoléico y otros ácidos grasos poliinsaturados);
  2. El medio ambiente del rumen alterado que impacte la bio-hidrogenación (i.e., dieta altamente concentrada-baja en fibra, que es baja en fibra efectiva); y
  3. Una tasa alterada de la bio-hidrogenación causada por ciertos alimentos que incrementan el paso de intermediarios de la bio-hidrogenación fuera del rumen.
Más aún, la alta tasa de alimentos que escapan del rumen puede incrementar la posibilidad de que intermediarios de la bio-hidrogenación pasen por el rumen. Por lo tanto la teoría identifica cómo ciertos alimentos pueden representar factores de riesgo para la MFD (Ilustración 1).
 
Ilustración 1. Componentes de la dieta pueden impactar el riesgo de depresión de la grasa láctea de 3 maneras a través del paso de la biohidrogenación (BH) del rumen. Adaptado de Lock y Bauman (2007).
Contradiciendo el estrés por calor y la depresión de la grasa láctea. - Image 1
 
1. Incremento de la cantidad de grasa insaturada
Acido linoléico
Acido ruménico
Acido vaccínico
Acido esteárico
2. Alteración del ambiente ruminal
pH
Fermentación de almidones
Acido esteárico
3. Paso final de inhibición / tasas alteradas de BH
Por ejemplo, durante el estrés calórico, la alteración de la secuencia de la biohidrogenación puede ser resultado de:
  • Alimentar grasa adicional tratando de mantener el consumo de energía; y
  • Un pH ruminal bajo, una predisposición en vacas con estrés calórico.
El resultado podría ser mayor riesgo de MFD.
 
Lipopolisacáridos alterados en el rumen
El otro mecanismo potencial de la MFD durante el estrés por calor involucra la concentración de lipopolisacáridos (LPS) en el rumen, un componente de la membrana externa de bacteria Gram-negativa que se excreta cuando la bacteria muere. Las investigaciones demuestran que cuando decrece el pH ruminal, la concentración de LPS en el rumen se incrementa. Así también, a lo que incrementa la concentración de LPS, la concentración de grasa láctea decrece.
Zebeli y Ametaj (2009) mostraron notablemente mayor concentración de LPS en el rumen al incrementar el nivel de grano en la dieta, y hallaron una fuerte relación negativa entre LPS ruminal y el contenido de grasa en la leche (Ilustración 2).
 
Ilustración 2. Relación entre los lipopolisacáridos (LPS) ruminales y el contenido de grasa láctea. Adaptado de Zebeli y Ametaj (2009).
Contradiciendo el estrés por calor y la depresión de la grasa láctea. - Image 2
 
Esta correlación podría deberse a la habilidad de los LPS de inducir la producción de insulina en el páncreas (Waldron et al., 2006). Una mayor cantidad de insulina en la circulación, y una mayor sensibilidad a la insulina en vacas con estrés calórico podría reducir la grasa corporal. Esta situación puede ocurrir aún las vacas con estrés calórico se encuentran bajo un balance de energía negativa debido a la reducción en el consumo de alimento y a mayores demandas para mantenimiento (Baumgard y Rhoads, 2013). También, la falta de plasma NEFA, potencialmente un importante precursor de síntesis de grasa láctea bajo estrés calórico (Bauman y Griinari, 2001), puede contribuir con la MFD.
Otros efectos negativos de LPS reportados en la producción de ácidos grasos incluyen:
  • Menor actividad de la lipoproteína lipasa (López-Soriano y Williamson, 1994);
  • Menor expresión de la lipoproteína lipasa y transporte de ácido graso proteína 1 (Feingold et al., 2009); y
  • Efecto supresor en las enzimas relacionadas con la síntesis de novo de ácidos grasos en el tejido mamario (Dong et al., 2011).
 
Manteniendo el rumen saludable y la grasa láctea durante el estrés calórico
En la actualidad las investigaciones ayudan a explicar cómo la MFD durante el estrés calórico tiene relación con una deprimida salud ruminal. Dada esta relación, el optimizar la función del rumen podría ayudar a mantener el contenido de grasa en la leche y la eficiencia productiva en vacas lecheras con estrés por calórico.
Estudios realizados con Diamond V Original products muestran que pueden minimizar el efecto negativo del estrés calórico al optimizar la función del rumen. Los resultados de producción láctea de 9 estudios en 4 países (Israel, Portugal, Arabia Saudita y EUA) durante los meses de verano, muestran un consistente incremento en producción de leche cuando las vacas recibieron suplementos con Diamond V Original products( Ilustración 3). En estos mismos estudios, el contenido graso en la leche fue mayor o tuvo una tendencia más alta en 8 de los 9 estudios (Ilustración 4), indicando que la grasa láctea no se diluyó debido a un mayor volumen de leche con Diamond V Original products.
 
Ilustración 3. Efecto del producto Diamond V Original en la producción de leche durante el estrés calórico
Contradiciendo el estrés por calor y la depresión de la grasa láctea. - Image 3
 
Ilustración 4. Efecto del producto Diamond V Original en el contenido de grasa en la leche durante el estrés calórico.
Contradiciendo el estrés por calor y la depresión de la grasa láctea. - Image 4
 
Diamond V Original products optimizaron la función ruminal, ayudando a lograr mejores beneficios de producción bajo condiciones de estrés calórico.
La acidosis ruminal subaguda (ARSA) es un riesgo para las vacas con estrés calórico. ARSA es resultado de:
  • Aumento en la respiración;
  • Reducción en consumo de alimento (que causa menor actividad del rumen y producción de saliva); y
  • Un comportamiento alterado en la alimentación (e.g., el escoger, una alimentación lenta, etc.)
Se han usado estudios de inducción de ARSA para producir las condiciones ruminales similares a las que experimenta una vaca con estrés calórico. En dicho estudio Li et al. (2012), reportaron que las vacas que recibieron un suplemento de Diamond V Original products mantuvieron bajos los niveles de LPS del rumen (Ilustración 5), lo cual fue asociado con una comunidad bacterial del rumen estable (Li et al., 2013).
 
Ilustración 5. Efecto del producto Diamond V Original en la concentración de lipopolisacáridos (LPS) en el rumen (Endotoxina unidad/ml) bajo el desafío de una acidosis ruminal subaguda (SARA). Adaptado de Li et al. (2012).
Contradiciendo el estrés por calor y la depresión de la grasa láctea. - Image 5
 
Otra prueba se llevó a cabo en el Centro de Investigación e Innovación de Diamond V en Cedar Rapids, Iowa durante los meses de verano de 2013 (de junio a septiembre), usando 8 vacas Jersey no en lactación con una cánula ruminal. Este ensayo halló que Diamond V Original product puede mantener bajos los niveles de LPS del rumen, mientras que las vacas fueron expuestas a temperatura ambiental y humedad relativa elevadas. (Ilustración 6, datos no publicados).
 
Ilustración 6. Efecto del producto Diamond V Original en la concentración de lipopolisacáridos (LPS) en el rumen (Endotoxina unidad/ml) bajo el desafío del estrés por calor.
Contradiciendo el estrés por calor y la depresión de la grasa láctea. - Image 6
 
Mantener los niveles de LPS bajos en el rumen podría ayudar a mantener bajas concentraciones de insulina en circulación, y permitir la movilización de grasa corporal durante el estrés calórico. También podría permitir un suministro de NEFA como precursor de síntesis de grasa láctea en la glándula mamaria. Los LPS bajos en el rumen, podrían también minimizar la producción de mediadores inducidos por LPS, que inhiben la actividad de enzimas claves relacionadas con la síntesis novo de ácidos grasos.
 
Preparándose para el estrés calórico
El estrés calórico causa cambios psicológicos y de comportamiento en las vacas lecheras. Estos cambios pueden llevar a condiciones no óptimas del rumen, que resultan en la producción de intermediarios de la bio-hidrogenación de ácidos grasos y de LPS que inhiben la síntesis de grasa láctea en la glándula mamaria. El optimizar las condiciones del rumen con Diamond V Original XP o con Original XPC puede minimizar el impacto negativo del estrés calórico sobre la grasa láctea y mantener una eficiente producción en las vacas lecheras.
 
Referencias
Bauman, D.E., y J.M. Griinari. 2001. Regulation and nutritional manipulation of milk fat: low-fat milk syndrome. Livest. Prod. Sci. 70:15-29.
Baumgard, L.H., y R.P. Rhoads, Jr. 2013. Effects of heat stress on postabsorptive metabolism and energetics. Annu. Rev. Anim. Biosci. 1:311-337.
Dong, G., S. Liu, Y. Wu, C. Lei, J. Zhou, and S. Zhang. 2011. Diet-induced bacterial immunogens in the gastrointestinal tract of dairy cows: Impacts on immunity and metabolism. Acta Vet. Scand. 53:48-54.
Feingold, K.R., A. Moser, S.M. Patzek, J. K. Shigenaga, y C. Grunfeld. 2009. Infection decreases fatty acid oxidation and nuclear hormone receptors in the diaphragm. J. Lipid Res. 50:2055- 2063.
Li, S., E. Tasfaye, H. Khazanehei, M. Scott, I. Yoon, E. Khafipour, y J.C. Plaizier. 2012. Impact of feeding yeast culture under normal and SARA conditions in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 95(Suppl. 2):485.
Li, S., E. Khafipour, I. Yoon, M. Scott, y J.C. Plaizier. 2013. Effects of Saccharomyces cerevisiae fermentation product (SCFP) on bacteria in the rúmen and hindgut of lactating dairy cows during subacute ruminal acidosis (SARA). J. Dairy Sci. 96(E-Suppl. 1):449.
Lock, A.L., y D.E. Bauman. 2007. Dietary component and rúmen environment interactions on milk fat. Proc. Four-State Nutr. Conf. pp. 68-74.
Lopez-Soriano, F.J., y D.H. Williamson. 1994. Acute effects of endotoxin (lipopolysaccharide) on tissue lipid metabolism in the lactating rat. The role of delivery of intestinal glucose. Molecular and Cellular Biochemistry, 141:113-120.
Waldron, M.R., A.E. Kulick, A.W. Bell, y T.R. Overton. 2006. Acute experimental mastitis is not causal toward the development of energy-related metabolic disorders in early postpartum dairy cows. J. Dairy Sci. 89:596–610.
Zebeli, Q., y B.N. Ametaj. 2009. Relationships between rúmen lipopolysaccharide and mediators of inflammatory response with milk fat production and efficiency in dairy cows. J. Dairy Sci. 92:3800-3809.
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