Nitratos en forrajes de lecherías especializadas: ¿Cuál es la magnitud de la contaminación y qué problemas nos pueden causar?

Origen de los nitratos en el pasto.

Las intoxicaciones en rumiantes provocadas por el consumo de forrajes generalmente se asocian a los llamados compuestos del metabolismo secundario de las plantas. Así, por ejemplo, encontramos el caso del cianuro en los forrajes estrella africana y Alicia (ambos del género Cynodon), así como en el sorgo y la yuca, el cual se pierde conforme la planta madura, se somaga o ensila. El pasto San Juan (Setaria sphacelata) puede acumular altas concentraciones de oxalatos, provocando el síndrome de vaca caída. El pasto kikuyo también puede acumular algunas cantidades de oxalatos, y se ha ligado a hipocalcemia subclínica en rumiantes y anomalías del crecimiento óseo en equinos (hiperparatiroidismo). Los taninos también pueden estar presentes y funcionar como antinutrientes en el sorgo forrajero. En general, se dice que esas sustancias son utilizadas como defensa contra depredadores. No obstante, si se conoce bien las condiciones en que se elimina la toxicidad, puede utilizarse el forraje sin riesgo para los animales. Un ejemplo es no pastorear la estrella africana antes de los 24 días de rebrote.

Por otro lado, hay otras sustancias que forman parte del metabolismo normal de las plantas y que, por alguna razón, se acumulan hasta alcanzar concentraciones nocivas para el herbívoro. Los nitratos son un ejemplo de este segundo grupo. En la figura 1 se presenta un esquema de cómo los nitratos son utilizados por las plantas y por los microorganismos del rumen para producir proteína. En general, el nitrógeno contenido en fertilizantes y en la materia orgánica es transformado en el suelo a un compuesto químico llamado nitrato, en un proceso llamado nitrificación, y este es absorbido por las raíces. Utilizando otros nutrientes y la energía del sol, la planta transforma esos nitratos en aminoácidos y proteína vegetal, la cual es de especial interés para alimentar los rumiantes. Dicha transformación es llevada a cabo por moléculas altamente eficientes llamadas enzimas. Las enzimas son capaces de acelerar las reacciones químicas y hacer que estas ocurran a la velocidad que se requiere para soportar la vida. No obstante, su capacidad también es limitada. Al superarse su capacidad de trabajo, se alcanza el límite máximo para producir proteína y se empiezan a acumular los nitratos. ¿Por cuáles razones se alcanza el límite de trabajo de esas enzimas? La primera es cuando hay tantos nitratos en la planta, que superan su trabajo máximo, que en el caso de las plantas, se puede dar cuando hay exceso de uso de fertilizantes nitrogenados (químicos u orgánicos). Imagine a un constructor que puede colocar a lo sumo 10 ladrillos por minuto en una pared. De pronto, el patrón pone a dos trabajadores a que le alcancen ladrillos al constructor, y ya no le traen 10 por minuto, sino 15 ó 20, el constructor sólo puede poner 10 ladrillos y los demás se empiezan a acumular, sin ser colocados. La segunda razón es cuando la enzima baja su rendimiento. En el ejemplo anterior, hoy llegó enfermo el constructor y ya no puede poner 10 ladrillos, sino, 7. En el caso de las enzimas que nos interesan, se ven afectadas cuando hay menos luz solar, en casos de sequía, baja temperatura, falta de algunos nutrientes (azufre) y, según se reporta en la información técnica, cuando se utilizan algunos herbicidas.

Ahora bien, ¿qué ocurre con los nitratos acumulados en el forraje cuando el animal los ingiere? Los nitratos en el rumen pueden ser nutrientes, antinutrientes o tóxicos, dependiendo de varios factores que veremos más adelante. En el rumen los nitratos pueden ser utilizados por la microbiota para producir la proteína que ellos requieren para crecer y reproducirse. Conforme los microorganismos pasan al abomaso (cuarto estómago o cuajo) y el intestino delgado, son digeridos por la vaca, que al final utiliza esa proteína para ella. En ese caso, los nitratos son nutrientes. Sin embargo, cuando alcanzan concentraciones no deseables, porque los forrajes están muy contaminados, los nitratos compiten con otros nutrientes como el magnesio y el ácido acético, disminuyendo su absorción. Si las concentraciones son aún mayores, la acumulación de nitratos se vuelve un problema tóxico.

La rapidez con la que esos microbios ruminales utilizan el nitrato y lo transforman en proteína microbiana que aprovecha la vaca depende de dos factores principales: la adaptación de dichos microorganismos ruminales, y el nivel de energía disponible en el rumen que les permita utilizar ese nitrato. ¿Ha escuchado de la toxicidad de la urea? Para evitar una intoxicación con urea primero hay que adaptar los microbios ruminales a su consumo, aumentando la dosis lentamente, y siempre debemos darle azúcares (por ejemplo, melaza) como fuente de energía para que la transformen en proteína útil para el rumiante. Pues es exactamente lo mismo para el caso de los nitratos. Entonces, si un animal no está adaptado a consumir nitratos y tampoco es suplementado con energía extra (como melaza o almidones degradables en rumen), va a sufrir una intoxicación aguda letal. Pero si los animales se adaptan desde jóvenes y siempre consumen nitratos en la ración junto con suplementos energéticos, toleran mayores concentraciones de nitratos diariamente. Es por eso que la intoxicación severa la observamos más frecuentemente en terneros o novillos que no reciben suplementación energética, que se manejan extensivamente y de repente ingieren un forraje contaminado con nitratos. También es por eso que en las lecherías especializadas es frecuente que los animales ingieran altas dosis de nitratos, pero que no se manifiesten intoxicaciones letales, sino más bien otros problemas que revisamos a continuación.

¿Cómo se manifiesta la intoxicación por nitratos? Principalmente hay dos formas: Una forma aguda, letal, que puede incluso causar la muerte rápidamente, y otra forma donde se afecta el sistema digestivo. La primera forma se produce porque el nitrato en el rumen es transformado rápidamente a nitrito, pero este no se transforma tan rápido en proteína microbiana, sea porque los microbios no están adaptados o porque no hay suficiente energía para que ellos realicen su función rápidamente o, por ambas causas. El nitrito es un producto muy tóxico, al no convertirse rápido a amoniaco y proteína microbiana, se acumula, se absorbe en el torrente sanguíneo y ahí produce su efecto letal: Bloquea la unión del oxígeno a la hemoglobina en los glóbulos rojos, por lo que estos no pueden capturar dicho elemento vital. La segunda forma de intoxicación puede ser aguda o crónica. Se da porque el nitrito en exceso es transformado a óxido nítrico, el cual es un potente vasodilatador, así como a otros compuestos que pueden ser muy irritantes. El exceso de nitrato (que no es transformado en nitrito) junto con esos derivados causan inflamación gastrointestinal, mientras el exceso de óxido nítrico podría aumentar el riesgo de absorción de endotoxinas bacterianas, especialmente en casos de acidosis ruminal, afectando la salud general del rumiante. Se ha documentado en bovinos lecheros afectación a la salud del hígado cuando consumen dietas altas en nitratos. De hecho, en monogástricos, incluyendo los seres humanos, se conoce del problema hepatotóxico generado por las nitrosaminas, que son compuestos derivados del nitrito y que también han sido categorizadas como causantes de cáncer.

En concreto, la intoxicación aguda por nitritos se manifiesta con un cuadro respiratorio: El animal está agitado porque no puede capturar oxígeno. Si la dosis absorbida no es tan alta, puede presentarse abortos y reabsorciones embrionarias, sin que se observen síntomas clínicos evidentes en la madre (pues el embrión y el feto son más sensibles a la falta de oxígeno), o bien, puede ocurrir que la dosis es tan alta que los síntomas observados son nerviosos, con menos evidencia de afectación respiratoria, porque el cerebro es un órgano altamente demandante de oxígeno. En estos casos vemos desorientación, incoordinación y muerte rápida del animal. Los grupos animales afectados son aquellos no adaptados a los nitratos y/o que reciben poca suplementación energética. ¿Se puede presentar un cuadro agudo por nitritos en vacas lecheras? Sí se puede presentar, si no están adaptadas, aunque consuman concentrados, y se ha registrado eventos de esos en el país, aunque es menos frecuente que en ganado de cría.

En contraste, la intoxicación digestiva por nitratos se observa muy frecuentemente en lecherías, manifestándose con diarreas, aumento en el pasaje gastrointestinal, aumento o disminución de la motilidad del rumen (según fase de afectación y las toxinas predominantes). También es común ver cuadros de cólico repentino, vacas que dejan de comer, mantienen el lomo arqueado y bajan la producción de forma súbita, y luego se recuperan. Pueden encontrarse heces con mucho moco o incluso con sangre, por la irritación intestinal. Y aún está por investigarse más a fondo su toxicidad hepática en ganado lechero.

A la luz de estos hechos, se realizó un estudio con el objetivo de medir las concentraciones de nitratos en pastos de corte y pastoreo de fincas lecheras especializadas del país, y a continuación se muestran los resultados.

Este estudio formó parte del proyecto “Prevalencia de las principales enfermedades metabólicas y tóxicas de los bovinos de leche de las regiones Central y Huetar Norte en relación con variables de manejo y ambientales” (financiado por el Fondo Institucional para el Desarrollo Académico, de la Universidad Nacional, código SIA 0172-15). En este proyecto se realizó un seguimiento de 30 lecherías especializadas ubicadas en las zonas altas de Cartago, Heredia, Alajuela y San José, así como de la zona baja de Alajuela (San Carlos y Río Cuarto), entre 2016 y 2018. Se tomó muestras representativas en al menos 10 puntos de la pastura, se transportaron en hielera y se congelaron durante la noche, luego fueron desecadas y analizadas. El nitrato se midió en pastos de corte y pastoreo mediante un método espectrofotométrico previamente validado.

Se analizó un total de 202 muestras, 148 de forraje de pastoreo (ryegrass, kikuyo, estrella africana y tanner) y 54 de corte (Pennisetum sp., estrella, kikuyo, ryegrass y swazi). En la literatura se menciona que el máximo de nitratos recomendado para rumiantes puede estar entre 4.000 y 5.000 ppm, pero esos valores son para ganado de cría, no hay validación para ganado lechero. No obstante, utilizamos el valor de 5.000 ppm como referencia para definir el punto máximo, a partir de eso estaríamos hablando de niveles tóxicos.

En general, encontramos un alto porcentaje de fincas donde los niveles de nitratos exceden el máximo recomendable para la ingesta de rumiantes. Al tener las lecherías una alta suplementación energética y mantenerse constantemente con altos niveles de nitratos, los microbios del rumen se adaptan y evitan que se presenten casos de mortalidad por nitratos-nitritos, que, si bien se han observado en el país, son poco frecuentes en lecherías. No obstante, no se puede descartar el eventual papel de esos compuestos tóxicos en afectaciones reproductivas (reabsorciones y abortos). Lo que sí se evidenció en nuestro estudio fueron los problemas digestivos, con afectación de la motilidad del rumen, la consistencia de las heces, la presencia de moco en heces e incluso, de sangre. Además de que hemos atendido casos agudos con manifestaciones severas de cólicos, inapetencia y pérdida de la producción láctea. Estos aspectos pueden afectar la salud y el bienestar de las vacas, por lo que amerita continuar con estudios sistemáticos y nos obligan a mejorar aspectos de manejo para evitar el exceso de nitratos en las pasturas.

Un aspecto por destacar es que se debe evitar el exceso de fertilización nitrogenada, tanto química como orgánica, y se recomienda incluir en la estimación de fertilización la carga animal, pues esta genera deposición de heces y orina por metro cuadrado, que aportan nutrientes nitrogenados. El incremento en la proteína cruda de los pastos al utilizar cantidades importantes de nitrógeno en las fertilizaciones podría reflejar más bien un incremento en el contenido de nitratos (la proteína cruda del pasto se calcula a partir del contenido de nitrógeno total), por lo que este elemento debe estar muy bien dosificado en las pasturas, en función de factores como el tipo de suelo, la carga animal, las condiciones climáticas, entre otros.

Los valores más altos de nitratos observados en este estudio se dieron en forrajes de corte del género Pennisetum sp. en una finca de altura media y otra de bajura, en las que toda el agua del lavado de la lechería se utilizaba exclusivamente en la fertilización de las parcelas de corte. En la finca de bajura adicionalmente utilizaban fertilizante químico (una vez fórmula completa y otra vez urea antes de la siguiente cosecha). Pero en la de altura solo fertilizaban con los purines, aún así, la cantidad era tan alta que los nitratos superaron las 25.000 ppm. Similares hallazgos hemos encontrado en fincas atendidas por casos clínicos agudos (fuera de este estudio) en zonas como Zarcero y Coronado. El uso de purines debe realizarse apropiadamente, bajo asesoría, estableciendo un cálculo certero de la cantidad a utilizar por hectárea, sin excederse en ello.

Si bien los nitratos pueden tener beneficios nutricionales, e incluso podrían disminuir las emisiones de metano, sus concentraciones en los forrajes no deben exceder los máximos recomendados. Desde el punto de vista económico, el exceso de nitratos indica exceso de fertilización nitrogenada, que la planta no está transformando en proteína vegetal, sino acumulándolo en forma de compuestos nocivos. Se pierde dinero y se afecta la salud animal. Pero también el uso excedido de fertilizantes nitrogenados genera una preocupación ambiental al aumentar las emanaciones de óxido nitroso (que produce efecto invernadero) y amoniaco (contribuye con la lluvia ácida), así como la contaminación de aguas con nitratos.

En conclusión, estos datos apuntan que debemos analizar detalladamente las principales causas de la acumulación de nitratos en los forrajes con el fin de evitar su exceso, previniendo daños a la salud y el bienestar animal, así como a la productividad de los hatos ganaderos.