Microbiologia Del Rumen

MEDIO AMBIENTE RUMINAL

El rumen es el sitio en donde se realiza la digestión del alimento ingerido gracias a la acción de los microorganismos que viven en asociación simbiótica con el animal. La importancia de estos microorganismos ruminales se refleja en el hecho de que de 15 kg de MS consumidos por el animal, 10 kg son degradados y fermentados por microorganismos ruminales, con la producción de energía (ácidos grasos volátiles) y proteína celular.

Las características que rigen en el rumen y que facilitan el establecimiento de microorganismos anaeróbicos y su actividad son bastante variables, incluso bajo condiciones normales de manejo y alimentación como lo indica el cuadro 1.

Cuadro 1. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DEL MEDIO AMBIENTE RUMINAL

Ph 5.3 – 7.2

Temperatura 38 – 41°C

Potencia de oxido-reduccion -250 - -450 mV

Osmolaridad <400 mOms/ Kg

Contenido de materia seca 10 – 18%

PRINCIPALES GASES SUELTOS

Bióxido de carbono 65%

Metano 27%

Nitrógeno 7%

Oxigeno 0.6%

Hidrogeno 0.2%

Sulfatos 0.01%

ÁCIDOS GRASO VOLÁTILES

Acetato 66 µmol/ml

Propionato 23 µmol/ml

Butirato 20 µmol/ml

Concentración de amoniaco <92 µmol/ml

Concentración de ac. Láctico <7 µmol/ml

Las características ruminales mencionadas, no solo proporcionan las condiciones adecuadas para el desarrollo de la microflora y microfauna ruminal; Sino también, contribuye a evitar el desarrollo de microorganismos anaeróbicos facultativos, que comúnmente se encuentran en los alimentos consumidos por el ganado y pudiera en determinado momento iniciar su desarrollo dentro del rumen.

Entre los principales factores que regulan la actividad de los microorganismos ruminales y a su vez la digestión del alimento consumido por el animal están:

1. Factores dependientes del animal que incrementan la disponibilidad de los nutrientes a través de la masticación, salivación. Además de proveer un ambiente ruminal estable para el desarrollo de los microorganismos ruminales.

2. Tipo de reacción como por ejemplo, la relación forraje- concentrado y la estructura de la planta (forrajes) la cual regula el acceso de los microorganismos hacia los nutrientes.

3. Los factores microbianos que controlan el proceso de hidrolisis del alimento como tipo, especie, concentración de los microorganismos presentes, sinergismo y antagonismo ente especies, facilidad de adhesión al sustrato.

4. Manipulación genética de microorganismos ruminales. este ultimo factor relacionado con nuestra capacidad de poder favorecer en cierta medida el tipo de microorganismos que se desarrollan en el rumen en determinado momento por el medio del uso de sustancias químicas o prebióticos.

Un factor determinante para el desarrollo de los microorganismos ruminales es la saliva. La saliva de los animales ruminales tiene un pH de 8 o mayor y representa el principal buffer del rumen debido a la alta concentración de fosfatos y bicarbonatos disueltos en esta. La principal función de la saliva en el rumen, es evitar una caída brusca del pH ruminal causada por la actividad fermentativa de los microorganismos. Este efecto se puede esperar particularmente dentro de las primeras tres horas de ofrecido el alimento al animal. Una caída del pH ruminal por debajo de 6.2, resulta en una disminución de la actividad microbiana, en particular de las bacterias celulíticas.

DESARROLLO DE LOS MICROORGANISMOS DEL RUMEN

Al nacimiento, los terneros cuentan con una escasa concentración de microorganismos en su rumen, debido en gran parte a la función de la ranura o cánula esofágica, que evita el paso de nutrientes hacia el rumen. Sin embargo, se ha detectado la presencia de microorganismos en este compartimiento, a partir de las 48 horas de nacimiento. Los primeros microorganismos en colonizar el rumen son bacterias (2-4 días), seguido por los hongos y protozoarios anaeróbicos (8-10 días y 10-20 y 10-20 días pos-nacimiento respectivamente). La función de los microorganismos ruminales que se encuentran presentes a partir de los primeros días de nacimiento, cuando el rumen no es todavía funcional es desconocida. Sin embargo, se puede asumir que estos microorganismos están relacionados con el desarrollo funcional del rumen y futuro establecimiento de la micro flora y la micro fauna ruminal. El establecimiento normal de los microorganismos ruminales es variable y depende en gran medida de la edad en que los animales son introducidos a una ración solida, el tipo de ración y la edad al destete. En general, se consideran que a partir de los 3 meses de edad los becerros cuentan con una población microbiana similar a la de los animales adultos.

BACTERIAS RUMINALES

Son consideradas importantes en concentración y actividad en el proceso de fermentación y degradación del alimento ingerido por el animal. La concentración total de bacterias en el rumen es de 1010 a 1012 por ml de líquido ruminal. Se han identificado al menos 23 géneros y 70 especies de bacterias ruminales. Su clasificación sigue la sistemática de bacterias, en relación a: (1) Su forma, coco, bacilos, vibrios o espiroquetas; (2) tamaño (de 0.3 hasta 50 µm); (3) tinción, Gram positiva y negativa: (4) capacidad de esporular y (5) pruebas bioquímicas. Sin embargo, desde un punto de vista mas practico en nutrición de rumiantes, las bacterias ruminales se clasifican de acuerdo al sustrato que degradan o a base al producto final de su fermentación.

Es importante mencionar que cada especie bacteriana puede tener una o varias actividades metabólicas como muestra el cuadro 2.

Cuadro 2. Principales bacterias ruminales, clasificadas de acuerdo a su principal actividad en el proceso de la fermentación.

Celulolíticas Hemiceluloliticas

Bacteroides ruminicola Butyrivibrio fibrisolvens

Butyrivibrio fibrisolvens Fibrobacter succinogenes

Ruminococcus albus Ruminococcus flavefaciens

Ruminococcus albus

Petinoliticas

Butyrivibrio fibrisolvens Ureoliticas

Bacteroides ruminicola Bacteroides ruminicola

Lachnospira multiparus Butivibrio sp.

Succinivibrio multiparus Selenomonas sp.

Streptococcus bovis Succinivibrio dextrinosolvens

Treponema bryantii Treponema sp.

Amilolíticas Proteoliticas

Bacteroides amylophilus Bacteroides amylophilus

Bacteroides ruminicola Bacteroides ruminicola

Streptococcus bovis Butyrivibrio fibrisolvens

Succinomonas amylolytica Streptococcus bivis

Utilizadoras de azucares

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