Nutrición Animal Tropical 14(2): 209-229. Julio-Diciembre, 2020
ISSN: 2215-3527 / DOI: 10.15517/nat.v14i2.45167
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Este trabajo formó parte del proyecto inscrito en la Vicerrectoría de Investigación, No. 737-B5-188. Universidad de
Costa Rica, San José, Costa Rica.
2
✉
Universidad de Costa Rica, Facultad de Ciencias Agroalimentarias, Estación Experimental Alfredo Volio Mata.
Cartago, Costa Rica. Autor para correspondencia: jorge.elizondosalazar@ucr.ac.cr (https://orcid.org/0000-0003-2603-
9635)
3
Universidad de Costa Rica, Facultad de Ciencias Agroalimentarias, Estación Experimental Alfredo Volio Mata. Cartago,
Costa Rica. cynthia.mongerojas@ucr.ac.cr (https://orcid.org/0000-0003-2181-0486)
Recibido: 31 agosto 2020 Aceptado: 8 diciembre 2020
Esta obra está bajo licencia internacional CreativeCommons Reconocimiento-NoComercial-SinObrasDerivadas 4.0.
ANÁLISIS Y COMENTARIOS
Fistulación en bovinos y uso de la técnica de degradabilidad ruminal para análisis de
alimentos
1
Jorge Alberto Elizondo-Salazar
2
✉
, Cynthia Rebeca Monge-Rojas
3
RESUMEN
La calidad nutritiva de los alimentos o ingredientes utilizados para la alimentación de los
rumiantes está en función del nivel de consumo, de la degradabilidad a nivel ruminal, de la
digestibilidad, de la concentración de nutrientes y de la eficiencia con que estos pueden ser
metabolizados y utilizados. Una vez ingeridos los alimentos, la degradabilidad hace
referencia a la cantidad de alimento que desaparece en el rumen por acción de los
microorganismos presentes. La degradación ruminal es crucial en el suministro de nutrientes
de la dieta para satisfacer las demandas de los microorganismos y de los tejidos corporales
de los animales. Por lo tanto, es esencial estudiar la dinámica de la degradación ruminal de
los alimentos antes de su uso potencial para formular raciones apropiadas para los
rumiantes. Entre los muchos métodos que se han utilizado en el pasado, el método
in sacco
ha sido el método más eficaz para estudiar la degradación del rumen; sin embargo, el uso
de este método es cada vez menos frecuente debido a sus implicaciones para el bienestar
animal. Si bien se han probado muchos métodos
in vitro
como posibles alternativas al
método
in sacco
, no se ha podido eliminar la necesidad de utilizar animales fistulados para
obtener el licor o líquido ruminal. La canulación del rumen se puede realizar en un animal
sano con un gasto mínimo. La cirugía no es más difícil que la mayoría de los otros
procedimientos quirúrgicos de rutina realizados por veterinarios. Un animal canulado o
fistulado proporciona además una fuente de contenido ruminal a largo plazo que se puede
utilizar fácilmente para transfaunar compañeras del hato que han sufrido diversos trastornos
digestivos. El objetivo de este trabajo es presentar, de manera resumida, los diferentes pasos
en la fistulación de una vaca y detallar el uso de la técnica
in vivo
o
in sacco
para determinar
la degradabilidad ruminal de los alimentos o ingredientes.
Palabras clave
: rumen, rumiantes, nutrición, in vivo, cánula
Nutrición Animal Tropical
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ABSTRACT
Fistulation in cattle and use of the rumen degradation technique for feed analysis.
Nutritional
quality of feeds or ingredients used to feed ruminants depends on the level of intake, rumen
degradability, digestibility, nutrient concentration, and the efficiency with which these can be
metabolized and used. Once feed is ingested, degradability refers to the amount of feed that
disappears in the rumen due to the action of the microorganisms. Rumen degradation is
crucial in the supply of dietary nutrients to meet nutrient demands of microorganisms and
body tissues of animals. Therefore, it is essential to study the dynamics of rumen degradation
of feeds before their potential use to formulate nutritious diets for ruminant animals.
Amongst many methods that have been used in the past, the
in sacco
method has been the
most effective to study rumen degradation. However, this method is nowadays used less
frequently due to its implications for animal welfare. While many
in vitro
methods have been
tested as possible alternatives to the
in sacco
method, they were unable to remove the need
to use fistulated animals to obtain rumen fluid. Rumen cannulation can be done on a healthy
animal currently in the herd with minimal expense. The surgery is not more difficult than
most other routine surgical procedures performed by veterinarians. A cannulated animal also
provides a long-term, readily available source of rumen content that can be used to
transfaunate herd mates that have suffered various digestive upsets. The objective of this
work is to present, in a summarized way, the different steps in the fistulation of a cow, and to
detail the use of the
in vivo
or
in sacco
technique to determine ruminal degradability of feeds
or ingredients.
Key words
: rumen, ruminants, nutrition, in vivo, cannula
INTRODUCCIÓN
Los bovinos se pueden catalogar como cámaras de fermentación, que pueden transformar
materiales, indigestibles para otros animales, en fuentes de energía aprovechables para su
crecimiento y producción, y esta característica se convierte en una herramienta muy útil para
diversificar su alimentación.
La cámara fermentativa está compuesta por cuatro compartimientos en los que el rumen
juega un papel vital en el proceso digestivo, especialmente porque se convierte en una
cámara única gracias a una población microbiana capaz de procesar el forraje, dándole a los
rumiantes una ventaja sobre los monogástricos, al estar capacitados para utilizar recursos
alimenticios altos en fibra por los que no tienen que competir con el hombre (Daniels y
Yohe, 2014).
En el proceso digestivo, los alimentos ingeridos son sometidos a una degradación
microbiana en el retículo-rumen, en la que los carbohidratos estructurales pueden ser
hidrolizados, fermentados y degradados; lo que permite al animal utilizar productos de esta
Elizondo-Salazar y Monge-Rojas. Fistulación y uso de la técnica de degradabilidad ruminal
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degradación como ácidos grasos volátiles, fracciones de la proteína dietética y biomasa
microbiana para su mantenimiento y producción (Giraldo, Gutiérrez y Rúa, 2007; Mohamed y
Chaudhry, 2008).
Determinar la composición y degradabilidad de las materias primas disponibles para la
alimentación de estos animales es esencial para evaluar el valor nutricional y la utilización de
los alimentos, lo que se logra analizando su degradabilidad, análisis que se realiza desde
hace mucho tiempo utilizando técnicas
in vivo, in sacco
e
in vitro
, que permiten medir la
posible utilización de un determinado componente dietético (Mohamed y Shakoor, 2008). Al
evaluar la degradabilidad de una materia prima o forraje, se puede estimar la proporción de
nutrientes en ese alimento que pueden ser aprovechados por el animal en el proceso
digestivo (Giraldo et al., 2007).
Dado que la productividad de un animal depende ampliamente de su alimentación y que
esta va a estar ligada directamente con el valor nutricional de los componentes de la ración,
el analizar la composición de la dieta se ha convertido en una herramienta imprescindible,
con el fin de desarrollar el potencial genético de los animales.
Por lo tanto, uno de los objetivos más importantes en la nutrición de rumiantes debe ser
obtener información relacionada con la función y respuesta de esta compleja cámara
fermentativa en diferentes condiciones, con el fin de evaluar los productos y subproductos
disponibles en el mercado.
Es precisamente por esa razón que una adecuada salud ruminal es de suma importancia
para que el animal cumpla con sus funciones vitales y productivas, y la evaluación de la
misma se convierte en una de las muchas razones para fistular un animal. La fístula o cánula
ruminal permite ver y estudiar dentro del rumen, entre otras cosas; el funcionamiento del
rumen, que tan rápido se puede degradar un alimento o ingrediente, además, se puede
aprender de los microorganismos que viven dentro del mismo. La práctica de canular
animales inició a finales del siglo IXX (Willes, 1972) y gracias a ello se han logrado
innumerables avances como determinación del valor nutritivo de las materias primas,
entender la función fisiológica del rumen, conocer la composición de la flora microbiana
ruminal, estudiar como las diferentes situaciones afectan la fermentación o salud de esos
microorganismos, y entender la capacidad única que tienen los rumiantes de utilizar
materiales fibrosos y hacerlos disponibles para su utilización (Kristensen, Engbӕk,
Vestergaard, y Harmon, 2010).
La cánula es implantada quirúrgicamente y actúa como una ventana portátil que permite
acceso al rumen del animal para desarrollar investigación y análisis del sistema digestivo. Un
animal canulado proporciona también una fuente de contenido ruminal a largo plazo y
fácilmente disponible que se puede utilizar para realizar estudios de degradabilidad
in vitro
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o para trasnfaunar compañeras del hato que han sufrido algún tipo de trastorno digestivo
(Lafliny Gnad, 2008).
Sin embargo, la razón de mayor peso de implantar una cánula permanente en un animal es
para obtener información relacionada con las funciones y respuestas del sistema digestivo a
diferentes condiciones.
A pesar de que existen muchos detractores de esta práctica y de las presiones de grupos de
personas en pro de los derechos de los animales, se ha demostrado en diversos
experimentos la necesidad de animales fistulados para estudios con el fin de determinar la
degradabilidad ruminal y valor nutricional de los alimentos o ingredientes utilizados para
alimentación (Gosselink, Dulphy, Poncet, Tamminga y Cone, 2004; Giraldo et al., 2007;
Mohamed y Shakoor, 2008; Krizsan, Nyholm, Nousiainen, Südekum y Huhtanen, 2012; y
Beyihayo, Omaria, Namazzi, y Atuhaire, 2015).
Kristensen et al. (2010) investigaron efectos de la canulación ruminal en terneros de 10 días
de edad y encontraron que no había diferencias en consumo de alimento, ganancia de peso
o desarrollo ruminal al compararlos con animales no fistulados, demostrando que la
canulación es un procedimiento seguro y sin implicaciones negativas en el bienestar de los
animales.
La práctica de canular o fistular animales, a pesar de ser una cirugía invasiva, tiene un
postoperatorio simple y los animales pueden volver a su rol normal al día siguiente del
procedimiento. El objetivo de este trabajo es presentar, de manera resumida, los diferentes
pasos en la fistulación de una vaca, y detallar el uso de la técnica
in vivo
para determinar la
degradabilidad de los alimentos o ingredientes.
PROCEDIMIENTODE FISTULACIÓN
Preparación del animal
Ayuno:
Con el propósito de disminuir la carga de alimento en el rumen, el animal debe tener
al menos 12horas de ayuno antes de realizar el procedimiento y no más de 24 horas para no
perder las relaciones topográficas durante la cirugía. El ayuno también provoca que las
contracciones ruminales disminuyan, lo que resulta en menos movimiento durante la cirugía.
En el periodo de ayuno, no se debe restringir el acceso al agua con el fin de mantener la
hidratación del animal.
Depilación:
Se debe depilar el área donde se va a insertar la cánula,25 cm de largo por 20
cm de ancho, en un área localizada después de la última costilla y debajo de las apófisis
transversales de las vértebras lumbares (ijar izquierdo) (Figura1a). Se debe lavar muy bien la
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zona con agua y jabón para eliminar la grasa y suciedad de la piel, previo a la desinfección
quirúrgica con alcohol y yodo povidona. Una vez rasurado y limpio el lugar, se prueba y se
presenta la cánula para marcar el lugar donde se va a colocar (Figura1b).
Figura 1.
Porción depilada previa a la cirugía (a) y prueba de la presentación de la cánula (b)
Los materiales que se requieren para la cirugía son:
• Mesa pequeña para material quirúrgico.
• Marcadorgrueso rojo y regla normal de escuela.
• Alcohol, yodo y clorexhidina; como desinfectantes orgánicos.
• Balde con agua tibia.
• Agujas calibre 18.
• Jeringas: 5 de 20cc y 10 de 10cc.
• Antisépticos y cicatrizantes, idealmente con antibiótico como tetraciclina, neomicina
o gentamicina.
• Baldes para agua y jabón antiséptico.
• Material de sutura no absorbible (nylon 8mm).
• Equipo de cirugía.
Anestesia:
El animal se tranquiliza con una analgesia leve general endovenosa, en yugular o
vena coxígea. Por motivos de seguridad, la cirugía se lleva a cabo con el animal en estación,
ya que el peso del bovino, dificulta realizar el procedimiento en decúbito lateral derecho. Se
anestesia localmente, previa limpieza de la zona con alcohol. Se realiza el bloqueo ubicando
a)
b)
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la última costilla, se cuentan las lumbares y se trata de llegar a la 3
ra
(Figura 2a), es importante
evitar las vértebras posteriores, ya que el bovino puede caerse al anestesiar esas ramas
nerviosas. Se administra aproximadamente 10ml de lidocaína en cada espacio, para
anestesiar las salidas de los nervios. Se coloca en el mismo sitio de punción, proyectando la
aguja hacia craneal y caudal, sin retirar la aguja, para causar menos trauma, logrando una
combinación de tranquilizantes con anestesia local en “L” invertida (Figura 2b).
Figura 2.
Inicio de aplicación de anestesia en las lumbares (a) y punción inicial para la
administración de lidocaína en L invertida (b)
Antes de incidir, se aplica yodo para desinfectar el área y luego se marca, con regla y
marcador, una línea recta de manera que, si se imagina un reloj, estaría iniciando a las 12 y
terminando a las 6 (Figura 3a). Una vez desinfectado y marcado, se inicia la incisión de la piel
en la parte superior con un bisturí #4 (Figura 3b).
Figura 3.
La marca de la incisión inicia a las 12 y termina a las 6 en línea recta (a) y la primera
incisión se inicia en la parte posterior sobre la línea trazada (b).
a)
b)
a)
b)
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La incisión es de aproximadamente 13 cm de longitud, y luego se debridan los músculos
hasta llegar al peritoneo. Una vez realizada la incisión, se debridan los músculos
manualmente (Figura 4a) y cuando se ubica el peritoneo, se realiza un corte, para exponer la
pared del rumen (Figura 4b). Se debe tener cuidado de no incidir el rumen para evitar la
contaminación del sitio quirúrgico.
Figura 4.
Debridación de los músculos con los dedos (a) y vista de la incisión donde el rumen
queda expuesto e intacto (b).
Este tipo de cirugía no es estéril, es imposible hacerla estéril debido a que se va a abrir parte
del aparato digestivo, por lo que se administran antibióticos post cirugía. Efectos secundarios
producto de la cirugía son poco frecuentes, pero es posible que el animal presente una
peritonitis localizada. El bovino tiene la ventaja de tener un sistema inmune bastante fuerte
por lo que tolera este tipo de procedimientos de forma adecuada.
Es necesesario tener la seguridad de que la incisión fue exitosa mediante la observación de
la integridad del rumen desde afuera. Una vez confirmado que la incisión se realizó
correctamente se prepara para iniciar con el adosamiento del rumen a la pared abdominal.
Es importante saber que debido a que se necesita crear una fibrosis para adherir la pared
abdominal al rumen, se utiliza un material de sutura no absorbible, como el nylon. Materiales
absorbibles como el catgut no es indicado para este tipo de cirugías, ya que favorece las
infecciones y la región es más propensa a inflamarse.
Seguidamente se prepara un hilo de nylon y se procede a fijar/adosar el rumen a la pared
abdominal en el orden 12, 3, 9 y 6 (imaginando un reloj) o lo que es igual a norte, este, oeste
y sur (Figura 5a y 5b). Para la sutura, se utilizan agujas traumáticas por el número de capas a
suturar.
a)
b)
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Figura 5.
Adosamiento del rumen a la pared abdominal iniciando a las 12 o norte (a) y
finalizando a las 6 o sur (b).
Una vez adosado el rumen y fijado en las cuatro posiciones (Figura 6a), se procede a abrir el
rumen, haciendo una incisión con el bisturí y luego se continua con las tijeras quirúrgicas con
el fin de exponer completamente el rumen (Figura 6b), para luego proceder con la inserción
de la cánula.
Figura 6.
Rumen adosado a la pared abdominal en las cuatro posiciones (a) y rumen
expuesto y listo para la inserción de la cánula (b)
Con el rumen adosado y abierto, se procede a insertar la cánula. Existen diferentes tipos de
cánulas que pueden ser rígidas o flexibles; sin embargo, la cánula flexible es la más utilizada.
La cánula se debe introducir en agua tibia unos 30 minutos antes de ser introducida en el
animal con el fin que sea maleable y permita su inserción. Una vez que la cánula esta suave
a)
b)
a)
b)
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se debe invertir con el fin de facilitar su manipulación (Figura 7a) y volverla a meter en agua
caliente hasta que se coloca en el animal. Una vez lista la cánula y el rumen, se coloca en la
apertura ruminal (Figura 7b).
Figura 7.
Inversión de la cánula (a) y colocación en la cirugía realizada (b)
Poco a poco se va trabajando la cánula hasta que queda en la posición adecuada (Figura 8) y
se concluye el procedimiento colocando antibiótico tópico en la incisión para asegurar la
adecuada cicatrización. Finalmente se coloca la tapa de la cánula.
Figura 8.
Animal recién fistulado con una buena colocación de la cánula y un adecuado
acceso al rumen.
a)
b)
a)
b)
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Postoperatorio
Durante una semana se debe limpiar muy bien alrededor de la cánula y se aplica antibiótico
tópico diariamente con el fin de evitar cualquier infección. Se recomienda esperar de 22 días
a 30 días antes de abrir la cánula.
Es de suma importancia indicar que este procedimiento, aunque invasivo, toma en
consideración todos los aspectos relacionados con el bienestar del animal, antes, durante y
después del proceso quirúrgico.
USO DE LA TÉCNICA DE DEGRADABILIDAD
IN SACCO
O
IN SITU
PARA EVALUACIÓN DE
LOS ALIMENTOS.
La técnica de degradabilidad ruminal
in sacco
se utiliza ampliamente para estimar la
degradabilidad de la materia seca o de la proteína que se les suministra a los animales
(Hristov et al., 2019). Al inicio se utilizaron una serie de ensayos alimenticios que, si bien no
eran muy precisos, daban una idea de la calidad de los alimentos. Un gran número de los
métodos actuales se basan en esas técnicas antiguas. Al avanzar el conocimiento, los
métodos fueron modificados y desarrollados para mejorar la confianza y predecir más
acertadamente el valor nutritivo de los ingredientes o alimentos para los animales(Ørskov,
Hovell y Mould, 1980).
A pesar de que actualmente se han desarrollado una serie de procedimientos a nivel de
laboratorio muy accesibles como la digestibilidad
in vitro
, fibra detergente neutro y fibra
detergente ácido, entre otros, debido a varias limitaciones, ningún método
in vitro
ha sido
aceptado como un método satisfactorio alternativo (Mohamed y Chaudhry, 2008; Hristov et
al., 2019).
La técnica
in situ
se basa en la premisa de que la desaparición del sustrato de la bolsa porosa
sintética incubada en el rumen, representa la degradación actual del sustrato por los
microorganismos del rumen y determina la extensión y la tasa de degradación (Ørskov y
McDonald, 1979).
Importancia
La técnica es un método rápido para estimar la tasa y el grado de la degradación de los
alimentos o ingredientes en el rumen, sin necesidad de ningún procedimiento complicado
más que simplemente el pesado. La técnica de bolsa provee una poderosa herramienta para
la evaluación inicial de los alimentos y para mejorar nuestro entendimiento del proceso de
degradación que ocurre dentro del rumen (Mohamed y Chaudhry, 2008).
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Limitaciones de la técnica
Según Ørskov et al. (1980), existen tres limitaciones importantes con el uso de esta técnica:
a. Debido a que la muestra es confinada dentro de la bolsa, no está expuesta a ningún
proceso mecánico como la masticación y la rumia.
b. El alimento puede estar disponible para liberarse en el rumen, una vez reducido a un
tamaño de partícula adecuado.
c. Lo que actualmente se mide es la reducción del material a un tamaño suficiente pequeño
para salir de la bolsa y no necesariamente una degradación completa a componentes
químicos sencillos. Por lo tanto, los resultados deben ser tratados con debido cuidado y,
en general, ser usados como indicadores cualitativos de los principios generales.
La bolsa o saco
Son muchos los materiales utilizados para la elaboración de bolsas. Algunos investigadores
han utilizado seda fina, nylon y dacrón. El tamaño de la bolsa debe ser tal que permita que la
cantidad de muestra utilizada tenga libre movimiento dentro de ella. El tamaño del poro de
la bolsa es muy importante (20-40 micrones), ya que deben permitir la entrada y salida de
los microorganismos del rumen y de licor ruminal, y a la vez permitir la salida de las
partículas degradadas y de gases. En general, la escogencia de la tela se hace con el fin de
minimizar la salida de partículas de alimento no degradadas y la entrada de partículas del
medio ruminal. El tamaño óptimo depende de dos factores:
Ø La bolsa debe ser lo suficiente pequeña para que pueda ser fácilmente retirada del rumen.
Las esquinas del fondo se deben redondear para prevenir que la muestra quede atrapada.
El material para las bolsas es cortado usando un hierro de soldadura previniendo
deshilachamiento y cosido con una doble costura usando hilo de poliéster.
Ø La bolsa debe ser proporcional al tamaño de la muestra usada para garantizar que el fluido
pueda entrar fácilmente en la bolsa y mezclarse con la muestra.
Tratamiento y preparación de la muestra
La preparación de la muestra para la incubación es crítica. Debe hacerse de tal manera que
la muestra represente, hasta donde sea posible, el material como aparece en el rumen. Lo
correcto sería usar los alimentos después de masticarse, mediante una cánula esofágica,
pero en la práctica las muestras se muelen en un molino de martillo de laboratorio, ajustado
con una criba de 2,5 a 3,0 mm.
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Tamaño de la muestra
La cantidad mínima de muestra necesaria puede ser definida como aquella que proveerá
material adecuado para el análisis después de la incubación o posiblemente según la
precisión de las balanzas disponibles para pesar la bolsa y la muestra. La cantidad de la
muestra incubada en la bolsa dependerá también de la densidad de la muestra preparada.
Generalmente se ha encontrado que se necesitan alrededor de 2 g de paja molida seca, 3 g
de heno y 5 g de concentrado, tomando en consideración el tamaño de la bolsa (Ørskov et
al., 1980).
Tiempo de incubación
El tiempo necesario para la degradación completa varía según el material que se esté
incubando y, por tanto, los tiempos intermedios también deben variarse. Los tiempos
óptimos recomendados por Mertens (1993) para una adecuada estimación de los
parámetros de degradación se presentan en el Cuadro 1. Como una guía general, los
concentrados requieren de 12 a 36 h, forrajes de alta calidad 24 a 60 h y forrajes de baja
calidad 48 a 72 h.
Cuadro 1.
Tiempos de incubación (horas) recomendados para obtener estimaciones
adecuadas de los parámetros de degradación en diferentes ingredientes.
Ingredientes de lenta degradación
Ingredientes de rápida degradación
Óptimo
Mínimo
Óptimo
Mínimo
0
0
0
0
3
3
2
2
6
6
4
4
9
9
8
8
12
12
12
12
18
---
16
---
24
24
20
20
30
---
24
---
36
36
32
32
48
---
40
---
72
72
48
48
96
96
64
64
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Repeticiones
Para realizar estas pruebas, se debe utilizar más de un animal fistulado y la principal fuente
de variación para la desaparición de la materia seca de las bolsas es el componente entre
animales (6,2% promedio), seguida por la variación entre días (4,9%). La variación menor se
ha encontrado entre bolsas (3,3%) incubadas juntas y retiradas del rumen al mismo tiempo
(Mehrez y Ørskov, 1977).
Modelos
Las bolsas con una cantidad conocida de sustrato son incubadas por diferentes tiempos en
el rumen de animales canulados. Después de la incubación, las bolsas son retiradas, lavadas
y el remanente es pesado y utilizado para calcular la degradación del nutriente en los
diferentes tiempos (Hristov et al., 2019).
Existen diversos modelos para estimar la degradabilidad ruminal; sin embargo, el modelo de
Ørskov es posiblemente el más utilizado(Ørskov y McDonald, 1979).
Modelo de Ørskov
Y = a + b (1 - e
-ct
)
donde: Y = Degradabilidad en el tiempo "t"
a = Intercepto (degradabilidad inicial, solubilidad en licor ruminal)
b = Fracción potencialmente degradable en el rumen
c = Tasa de degradación de b
t = Tiempo de incubación
El potencial de degradabilidad está dado por a+b y representa la cantidad de material que
puede disolverse y degradarse dentro del rumen si el tiempo no es el factor limitante. En
otras palabras, la degradabilidad total de la muestra es a+b, la cual no puede exceder 100.
Por lo tanto, 100-(a+b) representa la fracción que no se degrada en el rumen. Cuando “a” es
superior a cero, quiere decir que hay componentes que se degradan rápidamente, que
existen compuestos que son solubles, o que la muestra se compone de partículas
suficientemente finas para escapar de la bolsa. Para saber si “a” representa la degradación
rápida o sencillamente se debe a pérdidas por lavado, se utilizan bolsas testigo que se mojan
con agua, se lavan y se secan normalmente. La letra “c” representa la tasa de degradación (%
por hora) del material a nivel ruminal.
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La degradabilidad real está dada por “Y”, que representa la cantidad de material que
realmente se degrada en el rumen. “Y” es variable y cuanto más baja sea la tasa de pasaje a
nivel ruminal, mayor será el valor “Y”. Las constantes a, b, y c se calculan por un
procedimiento de mínimos cuadrados el cual requiere de programas estadísticos. Sin
embargo, puede hacerse un aproximado del valor al ajustarse por apreciación una curva a
los puntos experimentales, calculándose las constantes a, b y c por álgebra sencilla.
Modelo de McDonald
Y = a + b (1 - e
-c(t-t0)
)
para t > t0
donde: Y = Degradabilidad en tiempo "t"
a = Intercepto (degradabilidad inicial, solubilidad en licor ruminal)
b = Fracción potencialmente degradable en el rumen
c = Tasa de degradación de b
t = Tiempo de incubación
t0 = Tiempo de colonización
Durante el proceso de incubación existe un periodo donde ninguna o una reducida
degradación del alimento ocurre, que es conocido como tiempo de colonización (lagphase)
(McDonald, 1981). De acuerdo con Allen y Mertens (1988) este tiempo de colonización es
específico para cada alimento y representa el tiempo necesario para la hidratación del
sustrato y la alteración física o química de la fibra que puede ser requerida antes de que las
bacterias colonicen el sustrato y se inicie la actividad enzimática. La correcta determinación
del tiempo de colonización depende de la adecuada estimación de la fracción soluble de los
alimentos y la cuantificación de la pérdida de pequeñas partículas que puedan escapar de la
bolsa en el tiempo cero.
Se ha establecido que cuando el tiempo de colonización no es considerado en el modelo,
existe una linearización de la curva de degradación que resulta en una subestimación de la
tasa de degradación y una sobre estimación de la asíntota.
Dieta del animal
En este tipo de experimentos se debe considerar la dieta que consumen los animales, ya que
esta tiene un efecto muy importante sobre la tasa de degradabilidad del material que se
incuba. Por ejemplo, animales a los que se les ofrecen dietas con altas proporciones de
almidones tendrán una actividad celulítica disminuida en el rumen. La dieta escogida
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Nutrición Animal Tropical 14(2): 209-229. ISSN: 2215-3527/ 2020
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dependerá exclusivamente del propósito del experimento. Así, por ejemplo, si se quiere
evaluar la degradabilidad ruminal de una ración total mezclada, a los animales fistulados se
les ofrecerá la misma ración durante la ejecución de la prueba. Si se quiere evaluar
ingredientes o materias primas individuales, a los animales fistulados se les ofrece raciones
basadas en forrajes solamente.
Análisis de la información por sistemas de cómputo
Cualquier programa de cómputo que pueda trabajar con modelos no lineales puede ser
utilizado para estimar la degradabilidad, por ejemplo, el SAS, SPSS y R, entre otros. Estos
programas ofrecen estimados de las constantes de degradación, precisos y no subjetivos.
Análisis de la información por método manual
Los métodos manuales no son tan precisos como los programas de cómputo, especialmente
si se trabajan con un número importante de datos, pero pueden dar estimaciones
aproximadas de las constantes de degradación.
Para efectos de presentar un ejemplo numérico, se utilizará el modelo de Ørskov. En el
Cuadro 2, se presenta información real obtenida de un ensayo de degradabilidad ruminal de
la materia seca (MS) de una muestra de ración total mezclada. Los datos se presentan tal y
como se toman en un caso real, con el peso de la bolsa y muestra, antes y después de ser
introducidas en el rumen del animal. Puede notarse que los tiempos de incubación vienen en
orden inverso y esto se debe a que las muestras de mayor tiempo se introducen de primero
hasta llegar al menor tiempo, y luego todas se extraen del animal en un mismo momento.
Nutrición Animal Tropical
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Cuadro 2.
Valores obtenidos en un estudio de degradabilidad ruminal de la materia seca de una ración total mezclada.
Tiempo (h)
N°
Pre-incubación
Pos-incubación
Degradado
(%)
Degradado
Promedio (%)
Peso bolsa (g)
Bolsa + Muestra (g)
Peso muestra (g)
Bolsa + Residuo (g)
Residuo (g)
72
1
2,29
7,22
4,93
3,28
0,99
79,93
79,05
2
2,23
7,27
5,04
3,29
1,06
78,89
3
2,23
7,23
5,00
3,25
1,02
79,56
4
2,25
7,34
5,09
3,53
1,28
74,80
5
2,27
7,42
5,14
3,23
0,96
81,43
6
2,30
7,33
5,04
3,32
1,02
79,70
48
7
2,31
7,40
5,09
3,82
1,51
70,34
71,31
8
2,29
7,24
4,94
3,71
1,42
71,27
9
2,22
7,29
5,07
3,53
1,31
74,23
10
2,28
7,26
4,98
3,72
1,44
71,03
11
2,29
7,23
4,94
3,57
1,28
74,01
12
2,28
7,09
4,81
3,87
1,59
66,96
36
13
2,26
7,25
4,99
3,73
1,48
70,43
71,12
14
2,26
7,23
4,96
3,70
1,44
70,98
15
2,29
7,29
5,01
3,66
1,38
72,53
16
2,25
7,25
4,99
3,59
1,33
73,32
17
2,26
7,37
5,11
3,82
1,56
69,46
18
2,29
7,30
5,01
3,79
1,50
70,01
24
19
2,28
7,31
5,03
4,00
1,72
65,68
65,05
20
2,28
7,32
5,04
4,03
1,75
65,34
21
2,26
7,20
4,94
3,94
1,68
66,05
22
2,30
7,41
5,10
4,32
2,01
60,57
23
2,29
7,39
5,10
4,08
1,79
64,92
24
2,26
7,32
5,06
3,89
1,63
67,75
Elizondo-Salazar y Monge-Rojas. Fistulación y uso de la técnica de degradabilidad ruminal
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cont. Cuadro 2.
Valores obtenidos en un estudio de degradabilidad ruminal de la materia seca de una ración total mezclada.
Tiempo (h)
N°
Pre-incubación
Pos-incubación
Degradado
(%)
Degradado
Promedio(%)
Peso bolsa (g)
Bolsa + Muestra (g)
Peso muestra (g)
Bolsa + Residuo (g)
Residuo(g)
16
25
2,24
7,37
5,12
4,61
2,37
53,72
53,51
26
2,23
7,28
5,05
4,51
2,28
54,87
27
2,23
7,29
5,06
4,55
2,32
54,25
28
2,26
7,38
5,13
4,76
2,50
51,21
12
29
2,25
7,19
4,94
4,63
2,38
51,78
51,08
30
2,24
7,38
5,14
4,75
2,50
51,29
31
2,23
7,16
4,93
4,63
2,40
51,39
32
2,25
7,34
5,09
4,80
2,55
49,85
8
33
2,25
7,34
5,09
4,74
2,49
51,05
48,44
34
2,26
7,42
5,16
4,96
2,70
47,61
35
2,26
7,30
5,04
4,92
2,66
47,31
36
2,26
7,40
5,14
4,95
2,68
47,77
4
37
2,26
7,35
5,09
4,96
2,70
46,83
47,26
38
2,26
7,34
5,07
4,84
2,58
49,12
39
2,28
7,43
5,15
5,03
2,75
46,64
40
2,30
7,16
4,86
4,90
2,60
46,44
2
41
2,34
7,43
5,09
5,04
2,70
46,90
45,64
42
2,27
7,42
5,15
5,14
2,86
44,37
0
43
2,29
7,44
5,16
5,23
2,94
42,99
43,74
44
2,28
7,33
5,06
5,08
2,81
44,49
Nutrición Animal Tropical
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En el Cuadro 3 se presentan los datos resumen de degradabilidad ruminal obtenidos para
los diferentes tiempos de incubación y extraídos del Cuadro 2.
Cuadro 3.
Cuadro resumen de un estudio de degradabilidad ruminal promedio para cada
tiempo de incubación.
Tiempo de incubación, horas
Degradabilidad ruminal promedio,
%
0
43,74
2
45,64
4
47,26
8
48,44
12
51,08
16
53,51
24
65,05
36
71,12
48
71,31
72
79,05
La asíntota (a+b) representa el potencial de degradabilidad, que para este ejemplo es de
79,05%. El intercepto de la curva está representado por “a” e indica la degradabilidad de
la MS en el tiempo 0 horas. El intercepto en este caso es 43,74%. El valor de “b” se puede
calcular como la diferencia entre la asíntota (a+b) y el intercepto (a), en este ejemplo b =
79,05 – 43,74 = 35,31%.
Si se trata de despejar la variable “c”, se tiene:
Y = a + b (1 - e
- ct
) = (a + b) - be
- ct
Y - (a + b) = e
- ct
= Y´
- b
Obteniendo el logaritmo natural a ambos lados de la ecuación se tiene:
Ln Y´ = Ln e
- ct
Ln Y´ = - ct
Entonces c = Y´
- t
Aplicando los datos de nuestro ejemplo para todos los tiempos, se obtiene en promedio
que:
c = 0,02788.
Este valor indica que la tasa de degradación de la materia seca (potencialmente
degradable en el rumen) fue de 2,788% por hora.
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Los valores de degradabilidad reales y los estimados, utilizando el valor de c = 0,02788
para los diferentes tiempos en la ecuación original se presentan en el Cuadro 4.
Cuadro 4.
Comparación de datos de degradabilidad ruminal real y estimado para cada
tiempo de incubación.
Tiempo, h
Degradabilidad ruminal real, %
Degradabilidad ruminal
estimada manualmente, %
0
43,74
43,74
2
45,64
45,66
4
47,26
47,47
8
48,44
50,80
12
51,08
53,78
16
53,51
56,45
24
65,05
60,97
36
71,12
66,11
48
71,31
69,79
72
79,05
74,31
Tal y como se indicó anteriormente, con el método manual puede que los valores
obtenidos no sean tan precisos como los que se puedan obtener con programas de
cómputo, pero brindan estimaciones muy aproximadas de los valores reales de
degradación. Puede notarse, que la mayor diferencia (5,01 puntos porcentuales) entre la
degradabilidad ruminal real y la estimada se da a las 36 horas de incubación.
CONSIDERACIONES FINALES
El rumen (a veces considerado como el retículo-rumen) contiene microorganismos que
son particularmente efectivos en la digestión de fibras, lo que les permite a los rumiantes
sobrevivir en condiciones nutricionales de mala calidad. El rumen se considera un
fermentador anaeróbico continuo que se mantiene a temperatura constante y los
alimentos o ingredientes son fermentados por acción de los microorganismos para
producir principalmente ácidos grasos volátiles, dióxido de carbono y metano. Conocer
un poco acerca del funcionamiento del rumen mediante el uso de la técnica
in sacco
de
degradabilidad ruminal permitirá elaborar mejores raciones que ayuden a satisfacer los
requerimientos nutricionales de los microorganismos ruminales y del animal hospedero
para mejorar tanto los rendimientos productivos como reproductivos.
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228
LITERATURACITADA
Allen, M.S., & Mertens, D.R. (1988). Evaluating constraints on fiber digestion by rumen
microbes.
Journal of Nutrition
, 118, 261-270.
Beyihayo, G.A., Omaria, R., Namazzi, C., & Atuhaire, A. (2015). Comparison of in vitro
digestibility using slaughtered and fistulated cattle as sources of inoculum.
Uganda
Journal of Agricultural Sciences
,
16
(1), 93-98.
Daniels, K.M.,&Yohe, T.T. (2014). What do we know about rumen development? Tri State
Dairy Nutrition Conference. Pp53-59.
Giraldo, L.A., Gutiérrez, L.A., & Rúa, C. (2007). Comparación de dos técnicas in vitro e in
situ para estimar la digestibilidad verdadera en varios forrajes tropicales.
Revista
Colombiana de Ciencias Pecuarias
, 20, 269-279.
Gosselink, J.M.J., Dulphy, J.P., Poncet, C., Tamminga, S., & Cone, J.W. (2004). A comparison
of in situ and in vitro methods to estimate in vivo fermentable organic matter of
forages in ruminants.
NJAS-Wageningen Journal of Life Sciences
,
52
(1), 29-45.
Hristov, A.N., Bannink, A., Crompton, L.A., Reynolds, C.K., Huhtanen, P., Kreuzer, M.,
Schwarm, A.,McGee, M., Nozière, P., Bayat, A.R. Shingfield, K.J., Yáñez-Ruiz, D.R.,
Dijkstra, J., Kebreab, E., & Yu, Z. (2019). Nitrogen in ruminant nutrition: A review of
measurement techniques.
Journal of Dairy Science
,
102
(7), 5811-5852.
doi.10.3168/jds.2018-15829
Kristensen, N.B., Engbӕk, M., Vestergaard, M., & Harmon, D.L. (2010). Ruminal cannulation
technique in young Holstein calves: Effects of cannulation on feed intake, body
weight gain and ruminal development at six weeks of age.
Journal of Dairy
Science
, 93, 737-742.
Krizsan, S.J., Nyholm, L., Nousiainen, J., Südekum, K.H., & Huhtanen, P. (2012). Comparison
of in vitro and in situ methods in evaluation of forage digestibility in ruminants.
Journal of Animal Science
, 90, 3162-3173.
Laflin, S.L., &Gnad, D.P. (2008). Rumen cannulation: Procedure and use of a cannulated
bovine. The
Veterinary Clinics of North America. Food animal practice
,
24
(2), 335-
340. doi:10.1016/j.cvfa.2008.02.007
McDonald, I.M. (1981). A revised model for the estimation of protein degradability in
rumen.
Journal of Agricultural Science
, 96, 251-252.
Mehrez, A.Z., & Ørskov, E.R. (1977). A study of the artificial fiber bag technique for
determining the digestibility of feeds in the rumen.
Journal of Agricultural Science
Cambridge
, 88, 645-650.
Mertens, D.R. (1993). Rate and extent of digestion. In: Forbes, J.M., & France, J.
(eds.)
Quantitative aspects of ruminant digestion and metabolism
. UK, CAB
International.
Elizondo-Salazar y Monge-Rojas. Fistulación y uso de la técnica de degradabilidad ruminal
________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
Nutrición Animal Tropical 14(2): 209-229. ISSN: 2215-3527/ 2020
229
Mohamed, R., & Chaudhry, A.S. (2008). Methods to study degradation of ruminant feeds.
Nutrition Research Reviews
, 21, 68-81. doi:10.1017/S0954422408960674
Mohamed, R., & Shakoor, C. (2008). Methods to study degradation of ruminant feeds.
Nutrition Research Reviews
, 21, 68-81.
Ørskov, E.R., Hovell, F.D., & Mould, F. (1980). The use of the nylon bag technique for the
evaluation of feedstuffs.
Tropical Animal Production
, 5(3), 195-212.
Ørskov, E.R., & McDonald, I. (1979). The estimation of protein degradability in the rumen
from incubation measurements weighted according to rate of passage.
Journal of
Agricultural Science,
92, 499-503.
Willes, R.F. (1972). Permanently installed digestive cannulae.
Journal of Dairy Science
,
55(8), 1188-1190.
