Digestión Fermentativa.

1.1 FERMENTACIÓN RUMINAL: La fermentación ruminal es la actividad metabólica de los microorganismos presentes en el rumen. La digestión propia de la mayoría de los mamíferos ocurre en el estómago y el intestino delgado por enzimas producidas por el animal mismo. Esto se denomina ‘digestión autoenzimática’. En los rumiantes, la degradación de los sustratos moleculares por la acción de bacterias y otros microorganismos se realiza por una hidrólisis enzimática igual que en la digestión glandular; la diferencia mayor es que las enzimas digestivas en la fermentación son de origen microbiano, por lo que se le denomina ‘digestión aloenzimática’.

Esta digestión fermentativa es más lenta y los sustratos son alterados en mayor grado que en la digestión glandular. Además la fermentación ocurre en un medio anaerobio. La digestión aloenzimática puede ocurrir en solo dos sitios del tracto gastrointestinal el ciego o colon y el rumen. En el primer caso hablamos de fermentación cecocólica (o postgástrica) y en el segundo caso de fermentación pregástrica, la cual corresponde a los rumiantes.

Chaudhry, A.S. Chemical and biological procedures to upgrade cereal straws for rumianants. 1998 Nutrition Abstracts and Reviews (series B) 68: 319-331.

1.2 DESARROLLO DEL RUMEN: Anatómicamente el rumen se desarrolla a partir de la porción no secretora del estómago (Church, 1979). Dicho desarrollo del rumen implica, tanto, la implantación y desarrollo de la microbiota ruminal y la capacidad de absorción de nutrientes. Siendo importante el tiempo que trascurra en que los animales desarrollen su morfofisiología digestiva, ya que esto determinará el ritmo en que los procesos digestivos pasen a depender de las enzimas producidas por el animal, así como a la relación simbiótica establecida con los microorganismos ruminales.

1.3 DESARROLLO DE PAPILAS RUMINALES: La absorción de productos finales de la fermentación depende del adecuado desarrollo de las papilas del epitelio ruminoreticular y de una correcta circulación capilar. El contacto

continuo de los ácidos grasos volátiles (AGV) particularmente el butírico y en menor grado, el propiónico con el epitelio estratificado del rumen estimula el desarrollo de papilas.

1.4 COLONIZACIÓN DEL RUMEN: El consumo de forrajes ayuda a la colonización bacteriana del rumen. Sin embargo la primera colonización ruminal es por reflujo del abomaso y se observa desde los primeros días de vida siendo la Escherichia coli y Clostridium welchii los primeros microorganismos en habitar el rumen. Posteriormente la colonización continúa por el reflujo de lactobacilos y bacterias amilolíticas y, por último las celulolíticas (Caeiro Potes, 1998).

Las etapas en que se lleva a cabo la digestión microbiana de los polisacáridos estructurales en el rumen son dos:

• La colonización de los substratos que llegan a rumen y la adhesión íntima de los microorganismos a estas estructuras vegetales.

• La acción enzimática sobre dichos substratos, independientemente de la posible utilización de los productos resultantes.

Es importante recordar que los microorganismos ruminales son clasificados en tres subpoblaciones de acuerdo a su interacción con las partículas de alimento:

• los microorganismos suspendidos en el líquido ruminal.

• los que se encuentran en las paredes del epitelio ruminal.

• los adheridos firmemente a las partículas de alimento.

1.5 FACTORES DETERMINANTES DEL PH RUMINAL: El control del pH juega un papel central en el mantenimiento de una fermentación equilibrada. El pH ruminal depende fundamentalmente de tres factores:

1.5.1 Producción de ácido.

1.5.2 Capacidad tampón.

1.5.3 Eliminación de protones por absorción o flujo al tracto digestivo inferior.

1.6 MICROORGANISMOS RUMINALES:

1.6.1 BACTERIAS: Cada mililitro de contenido ruminal alberga alrededor de 10 000 a 50 000 millones de bacterias, siendo estos los microorganismos más abundantes.

Las bacterias se encuentran en una gran variedad de géneros y especies por lo menos 28 especies.

La mayoría de las bacterias son anaerobias estrictas, que no pueden sobrevivir en presencia de oxígeno.

1.6.2 PROTOZOARIOS: La población de protozoarios en el rumen es menor a la de las bacterias, encontrándose en concentraciones de 1 millón por ml de contenido ruminal, aunque su número es menor en comparación con las bacterias, estos microorganismos tienen un mayor volumen individual.

Si bien la mayoría de los protozoarios son ciliados, existen también protozoarios flagelados. Los protozoarios consumen y metabolizan azúcares solubles, hidrolizan bacterias para utilizarlas como sustrato logrando con esto limitar el crecimiento bacteriano.

Un papel particularmente importante de los protozoarios, es su capacidad para frenar la digestión de los sustratos que se fermentan con rapidez, como el almidón y algunas proteínas.

1.6.3 HONGOS: Los hongos que se encuentran en el rumen tienen la capacidad de fermentar polisacáridos (celulosa), calculándose que más del 8% de la biomasa microbiana del rumen está constituida por éstos.

Leek,B.F. 1993. Digestion in the ruminant stomach. En: M. J. Swenson and Reece (eds) Duke´s Physiology of Domestic Animals 11th ed. Cornell University Press, Ithaca pp. 387-396.

1.7 FISIOLOGÍA DEL RUMEN: La superficie interior del rumen está formada por numerosas y pequeñas papilas.

1.8 FUNCIÓN GENERAL DEL RUMEN: El rumen junto con el retículo forman una cámara, que mantiene un ambiente favorable para la fermentación anaerobia. Un patrón adecuado de fermentación necesita algunas condiciones para desarrollarse en forma adecuada:

1.8.1Debe existir un aporte suficiente de sustratos.

1.8.2 Se debe mantener un potencial de óxido-reducción.

1.8.3 La temperatura debe estar en un rango de 39 - 40ºC.

1.8.4 Una osmolaridad cercana a los 300 mosm.

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