Durante mucho tiempo las saponinas fueron consideradas compuestos químicos de escasa relevancia, y muchas veces desvalorizadas, porque fueron asociadas como una de las causas de los procesos de empastes o timpanismo (Latimori et al, 1997). Sin embargo, en diferentes trabajos científicos llevados a cabo por investigadores del Instituto de Ciencia Animal (ICA) dependiente de la Universidad Agraria de La Habana (Cuba), se encontró un rol “clave” de las saponinas y de los taninos condensados y no condensados vinculado a la reducción de los gases de efecto invernadero (metano, nitroso, dióxido de carbono, etc.) y, con ellos, a una mejora significativa en el aprovechamiento de la energía generada en rumen por los procesos fermentativos (Alonso 2004 y Milera et al. (2010).
Entre los principales efectos se destacan:
1. Efecto sobre las bacterias ruminales
Algunos estudios afirman que las saponinas, al igual que los taninos, poseen actividad antibacteriana más marcada contra las bacterias gram positivas frente a las gram negativas (Patra y Saxena, 2011) (Figura 1).
Patra y Yu (2013) observaron que la adición de dosis bajas de saponina combinada con nitrato, aumentan la población de Fibrisolvens succinogenes, mientras que al utilizar dosis altas se provoca su reducción. Cuando evaluaron las saponinas extraídas de té (Camellia sinensis) observaron una disminución de Ruminococcus flavefaciens y Fibrisolvens succinogenes, un aumento para Butyrivibrio fibrisolvens y ningún efecto sobre Ruminococcus albus.
2. Efectos sobre los protozoos
Los protozoos, representan casi la mitad de la biomasa microbiana en el rumen, y tienen actividad predatoria sobre las bacterias ruminales, reduciendo significativamente la actividad fibrolíticas (Bodas et al, 2012). Los taninos y saponinas reducen la población de protozooarios mejorando la utilización de la energía que se genera a nivel ruminal y, por ende, la producción de carne o leche.Varios estudios han demostrado que los taninos, saponinas y algunos aceites esenciales tienen efecto sobre la actividad protozoaria y, por tanto, sobre la digestibilidad y la metanogénesis (Patra y Yu, 2013) (Figura 2).
Los protozoos benefician a las bacterias metanogénicas (archaea metanogénicas) de diferentes formas. Los metanógenos han sido observados sobre la superficie exterior de los protozoos ciliados y como endosimbiontes de estos, es decir, viven a expensas de los protozooarios.
Se considera que alrededor del 25% de las bacterias metanogénicas ruminales viven en asociación con protozoos. Carmona Agudelo (2007) indica que las saponinas del té inhiben los protozoos y presumiblemente disminuyen la actividad de los metanógenos asociados con ellos.
El efecto inhibitorio de los taninos y saponinas sobre la metanogénesis ruminal ha sido atribuido directamente a su efecto sobre las archaea metanogénicas y los protozoos, e indirectamente a la depresión en la degradación ruminal de la fibra. Además, este efecto inhibitorio provocó una reducción en la producción de metano (gas) y en la pérdida de energía. Todo ello, produce una mejora significativa en el uso eficiente de la energía generada en el rumen (Patra y Saxena,2011).
En aquellos animales que, por métodos químicos, se eliminaron los protozoos (en términos técnicos se dice desfaunado), la actividad fibrolíticas depende de la hidrólisis y fermentación llevada a cabo por bacterias y hongos y, de la remoción de H2 realizada por los metanógenos. En base a estos conceptos, se espera una mayor digestibilidad de los carbohidratos estructurales en animales sin protozoos que aquellos que tienen una población normal de estos microorganismos (Bodas et al, 2012).
En relación con la metanogénesis, los animales desfaunados tienden a reducir la emisión entérica de CH4 (metano) debido al incremento en la relación acetato/propionato y en el flujo de células microbianas desde el rumen, ambos eventos considerados sumideros de electrones (Salen et al. 2009). El efecto de las saponinas sobre los protozooarios parece estar mediado por su capacidad para formar complejos irreversibles con el colesterol de la membrana celular, lo que provoca lisis celular y muerte de los protozoos (Contexto ganadero 2020).
3. Efectos sobre los hongos del rumen
Si bien los hongos comprenden solamente una pequeña proporción de la masa microbiana ruminal, son importantes para la digestión de la fibra (Contexto ganadero 2020) (Figura 3).
La población de hongos ruminales ha disminuido como respuesta a la utilización de saponinas. Carmona Agudelo (2007) se encontró que las saponinas del té disminuyeron la concentración de hongos in vitro, pero no en el líquido ruminal de ovejas recibiendo 3 g/d durante 21 días.
4. Efectos sobre la digestibilidad de los alimentos
El efecto de las saponinas sobre la digestibilidad depende de la composición de la dieta, la fuente de saponinas y su nivel de inclusión en la dieta. En general hay inconsistencias en la respuesta, ya que pueden provocar disminución o aumento en la digestibilidad ruminal de la fibra y la MO (Patra y Saxena, 2011).
5. Efectos sobre parámetros de fermentación ruminal
El efecto de los Metabolitos secundarios de las plantas sobre los microorganismos ruminales y la digestibilidad de los alimentos da lugar a cambios en los productos finales de la fermentación, tales como el amoníaco (NH3) y los ácidos grasos volátiles (AGV). Las saponinas, taninos y aceites esenciales, por lo general, reducen la cantidad de nitrógeno (N) amoniacal (N-NH3) producido en el rumen, lo que mejora la asimilación del N por los rumiantes (Patra y Saxena, 2011).
Las saponinas tienen efectos variables sobre la producción de AGV, pero la mayoría de los estudios indican un aumento en la proporción de propionato y una reducción en acetato y butirato. Aunque los efectos varían con la dosis, la inhibición de los protozoos y hongos (principales productores de H2) y de la actividad de las archaea metanogénicas (principales usuarias de H2) que favorece el crecimiento de las especies bacterianas productoras de propionato para mantener el balance de H2 a nivel ruminal (Patra y Saxena,2011).
Las saponinas, al interactuar con el colesterol presente en la membrana de los protozoarios causan su lisis y disminuye la producción de CH4. Se ha sugerido que este efecto se debe a la disminución en la trasferencia de hidrógenos desde los protozoos a los microrganismos metanogénicos, a la reducción en la digestión de la fibra y al aumento en la concentración de ácido propiónico (Salem et al. 2009) (Figura 4).
Conclusión
Las saponinas junto con los taninos (metabolitos secundarios) producen efectos positivos en el metabolismo animal, mejorando el aprovechamiento de la energía que se genera en rumen al descomponerse y fermentar los alimentos. Esto ocurre porque se reducen las pérdidas de energía que ocasionan el metano y el óxido nitroso (gases de efecto invernadero). Todo esto permite un uso más eficiente de la energía que termina generando más carne o leche.
