Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Bioenergía María Silvia Barattero 2020 2 Bioenergía Introducción El estudio de los procesos de transferencia de energía en los animales y de los mecanismos reguladores implicados en ella, se denomina bioenergética. En esta unidad se abordarán los cambios energéticos que se producen dentro del animal, desde que la energía ingresa al organismo como alimento hasta que es utilizada para los procesos vitales y productivos. Es interés del nutricionista predecir las necesidades del animal (requerimientos) y evaluar la capacidad de los diferentes alimentos para satisfacerlas (aportes) (4). En física, se define energía como la capacidad de realizar un trabajo, siendo el trabajo el producto de una determinada fuerza que actúa a lo largo de una distancia dada (1). Esta definición podemos adaptarla a los procesos biológicos de un organismo pensando que el trabajo de una célula consiste en contraerse, transportar activamente moléculas e iones o sintetizar macromoléculas, y para todos ellos requiere de la energía química obtenida de los alimentos (2). Los animales obtienen energía de la oxidación parcial o completa de las moléculas orgánicas ingeridas y absorbidas de la dieta (nutriente), o mediante el metabolismo de la energía almacenada en ellos mismos en forma de grasa y proteína (1). Nutriente es “toda sustancia o elemento que al incorporarse al organismo cumple funciones biológicas para mantener su normal funcionamiento” (8). La energía queda fuera de esta definición por no ser una sustancia ni un elemento, sin embargo, es un requerimiento vital y al incorporarse al organismo contenida en los nutrientes, cumple funciones biológicas trascendentales para mantener la homeostasis del animal. Solo los aminoácidos, ácidos grasos y monosacáridos pueden aportar energía a un organismo (3). 3 Figura 1. Esquema de los seis nutrientes básicos y sus unidades. La energía química que aportan los alimentos puede ser medida en términos de calor y expresarse en forma de calorías. Según el uso internacional, una caloría es la cantidad de calor precisa para elevar la temperatura de 1 gramo de agua de 14,5 ºC a 15,5 ºC y equivale a 4,1855 joule (1). Las unidades con las que trabajaremos en esta publicación son kilocalorías (Kcal) o megacalorías (Mcal). 1 Mcal = 1.000 Kcal = 1.000.000 calorías. 1 J = 0,239 calorías. Terminología energética Para facilitar la comprensión del proceso que sufre la energía desde que ingresa al organismo hasta que es utilizada por las células, nos basaremos en el esquema aparente de la distribución de la energía. Como se podrá observar al analizar la figura 2, los procesos se van sucediendo simultáneamente y sería muy difícil poder comprenderlos si no se fracciona de esa manera. Vitaminas (µg o mg/día) Minerales (micro: mg/día macro: g/día) Grasas (g/día) Proteína (g/día) Hidratos de Carbono (g/día) Agua (Kg/día) Los hidratos de carbono, proteínas y grasas pueden ser fuentes de energía, pero también sirven como componentes estructurales (3). Recuerde que los nutrientes o principios nutritivos son los aminoácidos, los monosacáridos y los ácidos grasos, siendo los polímeros de los mismos lo que llamamos principio inmediato o componente (8). De Hand, 2000 4 Figura 2. Diagrama esquemático de la utilización de la energía (1). 1. Energía bruta Se define energía bruta (EB) como la cantidad de calor resultante de la oxidación completa de un alimento, en otras palabras, es la energía calórica obtenida de la combustión completa del mismo. La energía implicada en los procesos metabólicos es química, pero está demostrado que la transformación energética de un compuesto como la glucosa en CO2 y H2O es la misma ya sea por incineración o por metabolismo. (La profundidad de este tema excede las pretensiones de esta publicación, si desea saber más sobre el tema se recomienda leer la unidad de bioenergética del libro de nutrición animal de Leonard Maynard). Bomba calorimétrica: La energía bruta de un alimento se puede determinar en un aparato llamado bomba calorimétrica, conformada por un recipiente de acero, bomba propiamente dicha donde se coloca la muestra y oxígeno, que se introduce en un depósito de agua aislado. Se controla la temperatura del agua que rodea a la bomba y, a continuación, se realiza la ignición de la muestra haciendo pasar una corriente eléctrica. Energ ía Bruta ( EB) Energ ía Digest ible ( ED ) Energ ía Metabolizable ( EM ) Energ ía Neta ( EN ) Energ ía Retenida en heces Energ ía Neta producción ( Kp) ü Dietar io ü Metabólico Energ ía Retenida en gases Energ ía Retenida en or ina Energ ía Neta m antenim iento ( Km ) I ncrem ento calór ico ü Trabajo digest ivo ü Calor de ferm entación ü Calor de ut ilización de nut r ientes Dinámica de la energía: (esquema aparente) ü Dietar io ü Metabólico 5 El determinante del contenido en energía bruta de una sustancia orgánica es su grado de oxidación, expresado como la relación existente entre carbono más hidrógeno, y el oxígeno. (5) Las grasas tienen aproximadamente dos veces el valor energético de los carbohidratos, eso se debe a la cantidad relativa de oxígeno contenido en las moléculas, ya que el calor se produce sólo por la oxidación que resulta de la unión del carbono o el hidrógeno con el oxígeno adicionado. En el caso de los carbohidratos existe suficiente oxígeno en su molécula para combinarse con todo el hidrógeno presente y así el calor se deriva de la oxidación del carbono, mientras que en los lípidos existen cantidades relativamente menores de oxígeno y un mayor número de átomos que requieren de él, por ello, la incineración implica tanto la oxidación del hidrógeno como del carbono. Debemos considerar que la incineración de un gramo de hidrógeno produce alrededor de 4 veces más calor que el carbono. Estos hechos explican la mayor cantidad de energía bruta retenida por gramo de grasa que por gramo de proteína y que los carbohidratos tienen el menor aporte energético (2). Tabla 1. Composición relativa de proteínas, grasa y carbohidratos (en porcentaje) Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Grasas 77 12 11 - Proteínas 52 6 22 16 Carbohidratos 44 6 50 - De Maynard, 1981 ¿Cómo calcular la energía bruta de los alimentos? Como se dijo previamente la energía bruta de un alimento es el calor total producido por su combustión en una bomba calorimétrica (3). La composición nutricional del alimento es la que determina el valor energético del mismo. Entonces, conociendo los valores energéticos que aportan los nutrientes y la composición nutricional del alimento se puede calcular el valor energético sin recurrir a una bomba calorimétrica. El calor producido en la oxidación es absorbido por la bomba y el agua que la rodea; una vez estabilizada, se toma de nuevo la temperatura del agua. El cálculo del calor producido, se realiza a partir de la diferencia de temperaturas, teniendo en cuenta los pesos y calores específicos del agua y la bomba (5). 6 Tabla 2. Valores de energía bruta en base a materia seca (MS) Sustancias Puras Kcal/g o Mcal/kg Sustancias Puras Kcal/g o Mcal/kg Sustancias Puras Kcal/g o Mcal/kg Glucosa 3,76 Caseína 5,86 Ácido oléico 9,50 Sacarosa 3,96 Músculo vacuno 5,3 Ácido acético 3,49 Almidón 4,23 Globulina de trigo 5,36 Ácido propiónico 4,96 Glicerol 4,30 Manteca 9,21 Ácido butírico 5,35 Celulosa 4,18 Grasa de cerdo 9,28 Urea 2,53 Metano 13,25 Aceite de semilla 9,33 Creatinina 4,60 De Church y Pond 1994; y Maynard, 1981 En la tabla 2 se observan los valores de energía bruta de diferentes sustancias obtenidos en una bomba calorimétrica. A partir de la combustión de varios tipos de carbohidratos se obtuvo un rango de valores energéticos entre 4 y 4,5 kcal/g, con las proteínas el rango se ubicó entre5,4 y 5,7 kcal/g y el rango de valores energéticos obtenidos de las grasas fue de 9,2 a 9,5 kcal/g. (4,6) Para unificar los cálculos tomaremos como valores calóricos de referencia: Carbohidratos: 4,2 Mcal/kg o 4,2 Kcal/g Proteínas: 5,6 Mcal/kg o 5,6 Kcal/g Lípidos: 9,4 Mcal/kg o 9,4 Kcal/g Ejemplo de cálculo de energía bruta: Composición de papa hervida tal cual con su humedad (7): Valores energéticos de los nutrientes: PB: 2 % ELN: 18,7% EE: 0,1 % FC: 0,4% Carbohidratos: 4,2 Kcal/g Proteínas: 5,6 Kcal/g Lípidos: 9,4 Kcal/g En 100g de papa hay: 2 gramos de proteínas 0,1 gramos de grasas 19,1 gramos de carbohidratos El valor de hidratos de carbono es el resultado de la suma del extracto libre de nitrógeno y la fibra cruda. Siempre se debe considerar el aporte energético de la fibra cruda, independientemente de la especie animal que consuma el alimento, porque, aunque el animal no pueda aprovecharla esta energía es parte de la energía bruta que contiene el alimento o también llamada energía retenida en el alimento. 7 Entonces: 1g carbohidratos ------------------ 4,2 Kcal EB 19,1 g carbohidratos ------------------ X = 80,22 Kcal EB Siguiendo el mismo razonamiento: Proteína: 2 x 5,6 = 11,2 Kcal EB Gasas: 0,1 x 9,4 = 0,94 Kcal EB Es decir que la energía retenida en 100 g de papa hervida tal cual con su humedad es igual a la suma de la energía bruta retenida en sus nutrientes: 80,22 Kcal EB + 11,2 Kcal EB + 0,94 Kcal EB = 92,36 Kcal EB/100g papa hervida. 2. Energía digestible A la energía bruta del alimento absorbida en el tracto digestivo se la denomina energía digestible. La energía que no se absorbe, queda en la luz intestinal y será eliminada en la materia fecal (4). La energía contenida en las heces está compuesta por alimentos no digeridos y por secreciones gastrointestinales, residuos celulares del tracto gastrointestinal, microorganismos entéricos y sus productos, así, la materia fecal presenta una porción mínima de origen endógeno y la mayor parte de origen alimentario (1). La digestibilidad de la energía es la proporción de energía que contiene el alimento y no se encuentra en la materia fecal, luego de ser consumido y por ello se considera absorbida. Depende de las características de la dieta, del consumo y las particularidades del animal, por ello un mismo alimento puede tener distintos valores de aportes de energía digestible. Por ejemplo, el grano de avena aporta 2736 Kcal ED/Kg MS a los cerdos y 3200 Kcal ED/ Kg MS a los equinos (7). La energía digestible aparente es la diferencia entre la energía bruta del alimento consumido y la energía bruta de la materia fecal. En la práctica, se mide la energía bruta de los alimentos consumidos por un grupo de animales durante un tiempo determinado (por ejemplo 5 días), durante ese mismo lapso de tiempo, se recolectan las heces producidas y se mide la energía bruta retenidas en ellas. De esta forma se consiguen los datos para poder calcular la energía digestible consumida y el porcentaje de digestibilidad aparente del alimento en estudio. La energía de la materia fecal representa la pérdida más importante de los nutrientes ingeridos. Según la especie animal y la dieta, las pérdidas fecales pueden oscilar desde el 10% o menos en los animales alimentados con leche, hasta un 60% o más en los animales que consumen forrajes de baja calidad. La digestibilidad aparente no constituye una medida verdadera de la 8 digestibilidad de una dieta, debido a que en el tracto gastrointestinal de un animal se vuelcan las excreciones enzimáticas digestivas, las células intestinales de descamación y además existen bacterias entéricas. Sólo los componentes fibrosos de origen vegetal, que son materias extrañas para el organismo animal, representan una medida de la digestibilidad verdadera (1). La energía digestible verdadera se determina midiendo, además de la energía bruta de los alimentos y las heces, la energía presente en las excreciones intestinales (energía fecal metabólica o endógena). Para medir la energía fecal endógena, se somete a un animal a un ayuno o recibe una dieta que se considera será absorbida totalmente, como por ejemplo soluciones de glucosa. Durante ese tiempo se junta la materia fecal generada y se mide la energía retenida en la misma, obteniéndose el valor de energía de la materia fecal de origen endógeno. Esta determinación no es factible en la mayoría de los herbívoros y rara vez se pone en práctica con otras especies (1). Al evaluar las pérdidas endógenas de las heces hay que tener en cuenta que las pérdidas fecales endógenas aumentan al aumentar el consumo de materia seca (6). Una vez calculada la energía de las pérdidas digestivas endógenas, se la resta a la energía de la materia fecal, recolectada durante la ingesta del alimento, obteniendo el valor de la energía de las heces de origen alimentario. ¿Cómo calcular la energía digestible y la digestibilidad de la energía de los alimentos? La energía digestible aparente consumida de un alimento, (ED) es la energía bruta del alimento ingerida (EB) menos la energía bruta de las heces procedentes del consumo de dicho alimento (EF) (5). 𝐸𝐷 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) = 𝐸𝐵 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) − 𝐸𝐹 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) Para calcular el % de digestibilidad aparente de la energía de un alimento (DE) (4). 𝐷𝐸 (%) = (𝐸𝐵 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) − 𝐸𝐹 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙)) 𝐸𝐵(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) 𝑥 100 Con el dato de la digestibilidad de la energía de un alimento para una especie y teniendo el consumo de energía bruta (EB), directamente podemos calcular la energía digestible consumida (ED) (4). 𝐸𝐷 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) = 𝐸𝐵 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) 𝑥 𝐷𝐸 (%) Sabiendo la digestibilidad de un alimento para una especie determinada y la energía bruta que ese alimento aporta por kilogramo, podemos conocer el aporte de energía digestible de ese alimento para esa especie: 𝐸𝐷(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙 /𝑘𝑔 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜) = 𝐸𝐵(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙 /𝑘𝑔 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜) 𝑥 𝐷𝐸(%) 9 Para poder calcular la energía digestible verdadera (EDv) y la digestibilidad verdadera (DEv) se necesita saber la energía fecal metabólica o endógena (EFe) para restársela a la energía bruta retenida en las heces (EF) y obtener el valor de energía fecal de origen alimentario (4). 𝐷𝐸𝑣 (%) = EB(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) − (EF − EFe)(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) 𝐸𝐵(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) 𝑥100 𝐸𝐷𝑣 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) = 𝐸𝐵(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) − (𝐸𝐹 − 𝐸𝐹𝑒) (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) 𝑜 𝐸𝐷𝑣 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙 /𝑘𝑔 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜) = 𝐸𝐵 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜) 𝑥 𝐷𝐸𝑣 (%) Ejemplo: Un grupo de ovejas consumieron 1,63 kg de materia seca de un heno, cuyo contenido en energía bruta era de 4,3 Mcal/Kg MS. Por consiguiente, la ingestión total de energía bruta fue de 7 Mcal/día (1,63 kg MS/día x 4,3 Mcal EB / kg MS). La energía bruta de las heces fue de 4,46 Mcal/Kg MS y el peso de las heces fue de 0,76 Kg/día. Entonces, el contenido de energía bruta de las heces fue de 3,39 Mcal/día. En consecuencia, la digestibilidad aparente de la energía bruta del heno fue: 7 𝑀𝑐𝑎𝑙 − 3,39 𝑀𝑐𝑎𝑙 7 𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑥 100 = 51,5 % La digestibilidad se puede expresar en % o en decimales (0,515). Y la energía digestible de la materia seca del heno fue 4,3 Mcal EB/ Kg MS x 0,515 = 2,21 Mcal ED/ Kg MS (5). El aporte de energía digestible para estas ovejas es de 2,21 megacalorías por cada kilogramo de materia seca del heno consumido. Total de nutrientes digestibles (TND): Es una forma de mensurar el valor energético de los alimentos (4), Se determina efectuando una prueba de digestión y sumando la proteína digestible, los carbohidratosdigestibles (extracto libre de nitrógeno y fibra cruda) y 2,25 veces el extracto etéreo digestible. La grasa se multiplica por 2,25 por aportar dos y cuarto veces más energía que las proteínas y los carbohidratos (1). TND = % FB x % Dig. FB + % PB x % Dig. PB + % ELN x % Dig. ELN + % EE x % Dig. EE x 2,25 10 EL TND es comparable, a groso modo, con la energía digestible y se expresa en unidades de peso o en forma de porcentaje. Cuando se desea transformar el TND en energía digestible los valores utilizados generalmente son de 4.400 Kcal de ED/ kg de TND (1). Este valor sale de trabajos realizados por Crampton, Lloyd y MacKay en 1957 en cerdos. Ese mismo año Swift realiza estudios con bovinos y ovinos que concuerdan con el valor de 4,4 Mcal/ Kg. Si bien este valor tiene pequeñas variaciones para las diferentes especies animales o tipos de raciones, estas son lo suficientemente pequeñas como para ser aceptado universalmente el valor de 4,4 Mcal ED / Kg como promedio (4). 100% TND = 1kg TND = 4,4 Mcal ED Aunque la mayoría de los nutricionistas reconocen que el TND o la energía digestible tiende a supervalorar a los alimentos groseros en comparación con la energía neta, la popularidad del TND se debe parcialmente a la relativa facilidad para obtener la información precisa y también a la mejor compresión de su empleo por los no profesionales (6). 3. Energía metabolizable Se puede definir energía metabolizable (EM) como la energía bruta del alimento menos la energía presente en heces, orina y productos gaseosos de la digestión, es decir que, la energía metabolizable de un alimento es la energía digestible menos la energía que se pierde en la orina y en los gases producto de la digestión de los alimentos (5). Se emplea comúnmente para valorar los alimentos destinados a las aves y para establecer sus estándares de alimentación, debido a que en estas especies las heces y la orina son excretadas juntas (1). En caninos y felinos es la energía metabolizable, la más utilizada para el cálculo de requerimientos y aportes (3). La energía de la orina se encuentra en sustancias nitrogenadas como urea, ácido hipúrico, ácido úrico, creatinina, alantoína, y en compuestos no nitrogenados como glucuronatos y ácido cítrico (5). Las pérdidas energéticas en orina son estables en una especie animal determinada, aunque reflejan diferencias según la dieta, especialmente cuando se consume un exceso de proteína y compuestos nitrogenados, ya que se incrementa principalmente la excreción de urea (o ácido úrico en aves) (1). Las pérdidas urinarias tienen dos orígenes, la mayor parte corresponde a los compuestos nitrogenados provenientes del alimento, denominado nitrógeno urinario dietario. La otra parte, más pequeña, es el denominado nitrógeno urinario endógeno o metabólico, que corresponde al recambio obligado de proteínas (turnover proteico) y a otros compuestos nitrogenados no 11 proteicos endógenos. Se puede determinar el nitrógeno urinario endógeno midiendo el nitrógeno urinario de orinas generadas en animales alimentados con dietas libres de nitrógeno o, en animales en ayuno (4). Respecto a los gases, el metano (CH4) suele constituir la mayor parte de los gases combustibles en los rumiantes y puede suponer del 3 al 10% de la energía bruta, dependiendo de la naturaleza de la dieta y del nivel de consumo de alimentos. Estos valores de producción de metano se obtuvieron tras la medición en una cámara de respiración y son valores de referencia cuando no se tienen los verdaderos valores de pérdidas energéticas por la producción de metano (5). Los alimentos voluminosos producen proporciones mayores de metano que los alimentos concentrados. Por otro lado, el porcentaje de energía bruta perdida en forma de metano desciende cuando aumenta la ingesta de alimento, en otras palabras, al aumentar el consumo dietario, disminuye la proporción de producción de gas (1). Respecto a alimentos previamente fermentados, como los granos de destilería, la producción de metano es baja, alrededor de un 3% de la energía bruta (5). Las pérdidas de gases que se producen de fermentaciones en el ciego y en el intestino grueso, pueden ser despreciables y se ignoran en algunas especies monogástricas (1). En el caso de las aves, la energía metabolizable se determina con más facilidad que la digestible, ya que las heces y la orina se eliminan conjuntamente. Se ha desarrollado un método normalizado y rápido, en el cual se somete a pollos jóvenes a ayuno, o reciben una pequeña cantidad de una solución de glucosa, hasta que se vacía el tracto digestivo. Seguidamente, se administra una comida única del alimento en estudio. Se recogen las excretas hasta que se hayan eliminado todos los residuos de dicha comida. Al mismo tiempo se recogen las deposiciones eliminadas por animales, bajo las mismas condiciones, en ayuno, o alimentados con glucosa, como medida de las pérdidas endógenas. La energía de estas excretas endógenas se resta de la energía de las excretas de los animales alimentados, de modo que la estimación de la energía metabolizable obtenida es más real que aparente y se denomina energía metabolizable verdadera (EMv) (5). Rubner estableció factores de corrección para obtener la energía metabolizable corregida por nitrógeno (EMn). En la cual se tiene en cuenta la proteína corporal que se pierde o se gana. De este modo podemos comparar animales en distintas etapas productivas. Estos factores indican que, de la energía urinaria excretada se deben restar 7,45 kcal por cada gramo de nitrógeno perdido del organismo, representado por un balance nitrogenado negativo, o sumar 7,45 kcal por cada gramo de nitrógeno que se almacena, representando un balance nitrogenado positivo. Estos factores de corrección fueron obtenidos de investigaciones realizadas en perros. Para las determinaciones de energía metabolizable corregidas por nitrógeno en aves se ha utilizado el factor de 8,7 kcal, representando la energía de la orina por gramo de nitrógeno u 8,22 kcal basado en el contenido de ácido úrico de la orina (2). Las pérdidas energéticas debidas a transpiración, descamación epidérmica y por desprendimiento de pelo, deberían descontarse para la obtención de la energía metabolizable. Pero debido a que son de muy difícil determinación y a que cuantitativamente son muy pequeñas para producir errores significativos, no se consideran en el cálculo (4). 12 Factores que afectan a la metabolicidad y a los valores de energía metabolizable. La metabolicidad es la proporción de energía ingerida que queda a disposición en los tejidos para ser utilizada. Indica que fracción de energía bruta llega a transformarse en energía metabolizable y da una idea de la calidad energética del alimento, ya que tiene en cuenta las pérdidas fecales, urinarias y gaseosas (4). De las pérdidas energéticas estudiadas hasta el momento, las pérdidas fecales son las más importantes. Incluso para un alimento de alta digestibilidad como el grano de cebada, las pérdidas energéticas por las heces son casi el doble que las pérdidas por la orina y metano. Por lo tanto, los principales factores que afectan a los valores de energía metabolizable de los alimentos son los que afectan a la digestibilidad, alimentos que aportan menor energía digestible, aportarán menor energía metabolizable (5). Es evidente que los valores de energía metabolizable de los alimentos varían de acuerdo con el tipo de digestión a la que son sometidos. Las pérdidas de energía retenidas en orina y gases son mayores en rumiantes y fermentadores caudales, que en animales no rumiantes. Debido a que la digestión fermentativa, como ocurre en el rumen o en porciones posteriores del intestino, origina pérdidas de energía en forma principalmente de metano y mayores pérdidas de energía en orina por la degradación de los ácidos nucleicosde las bacterias, que han sido digeridos y absorbidos. Por lo tanto, aunque le diéramos alimentos concentrados a un cerdo y a un bovino, este tipo de alimento ofrecería mayor aporte de energía metabolizable a los animales no rumiantes. No obstante, los alimentos fibrosos, que generan mayores pérdidas por formación de gas en rumiantes, también las generan en animales no rumiantes por fermentación en el intestino grueso. Finalmente, alimentos del tipo de los ensilados presentan menores pérdidas energéticas por fermentación digestiva porque, previamente, ya fueron fermentados en el silo (5). Los valores de energía metabolizable de los alimentos pueden variar según si los aminoácidos que aportan son retenidos para la síntesis proteica en los animales, o son desaminados y el nitrógeno termina excretado en la orina como urea o ácido úrico (5). Siendo entonces, los principales factores que generan una variación en las pérdidas energéticas urinarias, para una misma especie, la composición de aminoácidos esenciales de la dieta y el excedente de aporte proteico. ¿Cómo calcular la metabolicidad y la energía metabolizable? La metabolicidad (Q) hace referencia a cuanto de la EB ingerida llega a ser EM y se calcula como la energía metabolizable de un alimento dividida la energía bruta del mismo. Q = EM/EB 13 Para cualquier especie se puede calcular la energía metabolizable (EM) de la siguiente manera (6): 𝐸𝑀(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) = 𝐸𝐷 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) − (𝐸 𝑜𝑟𝑖𝑛𝑎 + 𝐸 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠) (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) 𝐸𝑀(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) = 𝐸𝐵 (𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) − (𝐸 ℎ𝑒𝑐𝑒𝑠 + 𝐸 𝑜𝑟𝑖𝑛𝑎 + 𝐸 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠)(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) Para los rumiantes se estima que el 82% de la energía digestible es retenida como energía metabolizable, por lo tanto: 𝐸𝑀(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) = 𝐸𝐷(𝑀𝑐𝑎𝑙 𝑜 𝐾𝑐𝑎𝑙) 𝑥 0,82 El valor 0,82 se obtiene de los estudios realizados por Blaxter y col. con bovinos y ovinos en 1966 (4) y en base a estos estudios han sido calculados muchos de los valores dados por el National Research Council (NRC) para la energía metabolizable de los alimentos para rumiantes (1). El Committee on Animal Nutrition también adopta este valor para efectuar sus cálculos cuando no se dispone de información real. (2) Se establece entonces que las pérdidas por la producción de gases y orina son el 18% de la ED (4). No obstante, como ya se mencionó, se debe tener en cuenta que este valor puede variar según la naturaleza de la dieta y el nivel de alimentación. En los equinos, por tener un ciego fermentador importante, las pérdidas por gases, si bien son menores que en un rumiante, son significativas. Se considera que un 10% de la energía digestible se pierde retenida en gases y orina. La energía metabolizable se calcula mediante la siguiente fórmula (7): 𝐸𝑀 = 𝐸𝐷 𝑥 0,90 En el resto de los monogástricos, las pérdidas de energía por producción de gases se consideran insignificantes, teniéndose en cuenta solamente las pérdidas de energía por orina. En alimentos que están en relación adecuada a los requerimientos proteicos se estiman un 4% de pérdida de la energía digestible por orina (6). Entonces, para monogástricos no fermentadores: 𝐸𝑀 = 𝐸𝐷 𝑥 0.96 Para averiguar la energía metabolizable de alimentos balanceados comerciales para mascotas se utilizan los factores Atwater modificados (ver apartado). Donde los valores de 3,5, 8,5 y 3,5 kcal/g son estimaciones de las energías metabolizables obtenidas a partir de proteínas, grasas e hidratos de carbono respectivamente (3). Ejemplo: Un alimento balanceado para caninos contiene 25% de proteínas, 14% de extracto etéreo, 42,5% de extracto libre de nitrógeno, 6,5% de fibra cruda, 2% de cenizas y 10% de humedad 14 en base tal cual. Se estima el aporte de energía metabolizable utilizando los factores Atwater modificados: 25 g de PB x 3,5 kcal EM/g = 87,5 kcal EM 14 g de EE x 8,5 kcal EM/g = 119 kcal EM 42,5 g de ELN x 3,5 kcal EM/g = 148,75 Kcal EM 355,25 kcal EM/100g alimento El aporte energético estimado del alimento es de 3552,5 kcal EM/kg de alimento tal cual con su humedad. No se tiene en cuenta la fibra cruda porque se está calculando EM en mascotas. Factor Atwater: Wilbur Olin Atwater (1844-1907) fue un científico estadounidense que a fines del siglo XIX estableció los factores calóricos utilizados en la actualidad en la medicina nutricional y en la industria alimenticia para establecer los aportes energéticos de los alimentos de consumo humano. Tomó cifras promedio de la digestibilidad de dietas mixtas habituales en la nutrición humana y estableció los aportes de energía de las diferentes fracciones nutricionales (12). Aunque medir directamente la energía metabolizable es más preciso que estimarla, resulta también más costoso y requiere de mayor cantidad de tiempo. Los factores Atwater permiten calcular el aporte de energía metabolizable a partir de los contenidos de proteínas, grasas e hidratos de carbonos que componen el alimento. Estos factores son 4-9-4 kcal/ g de carbohidratos, grasa y proteínas respectivamente. Y se obtienen usando coeficientes de digestibilidad del 96% para grasas e hidratos de carbono y del 91% para proteínas (11). Carbohidratos: 4,15 (EB) x 0,96 (D%) = 4 kcal EM/g Grasas: 9,4 (EB) x 0,96 (D%) = 9 kcal EM/g Proteínas: (5,65 (EB) – 1,25 E urinaria)) x 0,91(D%) = 4 kcal EM/g La fracción de fibra bruta no fue incluida dentro de los carbohidratos porque se considera indigestible. Aunque de la fermentación de la flora colónica se obtienen ácidos grasos volátiles que son fuente energética para los colonocitos y cumplen funciones importantes para la salud del colón (3). 15 Los Factores Atwater se utilizan para estimar la energía metabolizable de dietas caseras para perros y gatos y para productos comerciales con digestibilidades muy altas, como los sustitutos de leche para cachorros y las fórmulas de alimentación enteral. Los datos de digestibilidad de los alimentos comerciales para mascotas han demostrado que los factores Atwater tienden a sobre estimar los aportes de energía metabolizable. Este error de cálculo se produce porque los ingredientes utilizados por la industria tienen una digestibilidad menor que los alimentos utilizados en dietas caseras para mascotas. Por ello, el NRC sugiere que se utilicen los siguientes factores Atwater modificados para alimentos comerciales: 3,5 – 8,5 - 3,5 kcal EM/g de carbohidratos, grasa y proteínas respectivamente (11). Carbohidratos (ELN): 4,15 (EB) x 0,85 (D%) = 3.5 kcal EM/g Grasas (EE): 9,4 (EB) x 0,90 (D%) = 8,5 kcal EM/g Proteínas (PC): 4,4 (EB) x 0,80 (D%) = 3,5 kcal EM/g El cálculo de energía metabolizable usando los factores Atwater modificados proporciona un valor razonable para la mayoría de los alimentos para mascotas evaluados y es una ecuación recomendada por la Association of American Feed Control (AAFCO). Solo se debe tener en cuenta que sobre estima el valor energético aportado por alimentos para mascotas con alto aporte de fibra, como los utilizados en obesos para la pérdida de peso (11). 4. Energía neta La energía neta es la cantidad de energía que queda disponible en el animal para fines útiles, es decir, para el mantenimiento corporal y las distintas formas de producción (5). La energía utilizada para mantenimiento se destina al trabajo muscular, al mantenimiento y reparación de tejidos, y a la termorregulación. La porción destinada a fines productivos puede ser retenida en los tejidos en crecimiento, en productos tales como la leche, lana y huevos o puede ser empleada para producir trabajo (1). Estas energías que son directamente aprovechadas por las células de un organismos son equivalentes a los requerimientos energéticos netos delanimal. Se define incremento calórico o incremento térmico a la producción de calor asociada con la digestión y con el metabolismo de nutrientes, que se produce luego de la ingestión del alimento (1). Es la pérdida energética debida al trabajo digestivo, al calor generado por la fermentación y al calor generado por el metabolismo de los nutrientes (4). Puede expresarse en términos relativos como la proporción de la energía metabolizable que se pierde en forma de calor y en términos absolutos como la cantidad de calor perdido en kilocalorías o en megacalorías. La energía neta es igual a la energía metabolizable menos el incremento calórico. Tanto el aporte de energía neta de un alimento como el incremento calórico generado por el consumo de este se ven influenciados por la especie animal que lo consume, las características del alimento consumido y el destino de utilización de la energía. 16 En resumen, la ingestión de alimentos va seguida de pérdidas energéticas, ya sea como energía química retenida en las excretas sólidas, liquidas y gaseosas, o como calor. Los animales producen calor constantemente, perdiéndolo en su entorno directamente por radiación, convección y conducción e indirectamente por evaporación de aguas. Si los animales sometidos al ayuno reciben alimentos, a las pocas horas aumenta la producción de calor por encima del nivel presentado por el metabolismo basal y por lo general esta energía carece de utilidad y al igual que las excretas debe considerarse una pérdida de energía de los alimentos. Sólo en los casos en los que los animales se encuentren en una temperatura ambiente por debajo de la temperatura confort, el incremento calórico podría ser utilizado para la mantención de la temperatura corporal (5). El incremento calórico procede de los procesos digestivos y en el posterior metabolismo de los nutrientes absorbidos. El acto de comer, que incluye la masticación, deglución, secreción de saliva, peristaltismo y vaciado gástrico, requiere de contracciones musculares para las cuales utilizan energía aportada por la oxidación de nutrientes. Los movimientos de sustancias contra concentraciones gradientes (por ej. los iones Na+ y K+) también requieren consumo de ATP y liberación de energía en forma de calor (5). El calor generado por estas actividades se llama calor por el trabajo digestivo (6). Los rumiantes al ingerir alimentos fibrosos tienen mayor incremento calórico generado por la rumia y además generan calor como consecuencia del metabolismo de los microorganismos del rumen, denominado calor por fermentación. Las reacciones de síntesis de tejidos y de oxidación de nutrientes son ineficientes, generando pérdida de calor en cada una de las reacciones químicas que se suceden en un organismo, por ejemplo, el enlace de un aminoácido con otro requiere el gasto de cuatro ATP, y si el ATP que los proporciona se obtiene por oxidación de glucosa, se pierden aproximadamente 0,6 Mcal de energía en forma de calor por cada kilogramo de proteína formada. Este calor liberado nombrado calor generado por el metabolismo de los nutrientes o calor dinámico específico, varía para cada tipo de molécula sintetizada. Debe tenerse en cuenta que el calor se produce principalmente en el organismo en aquellas regiones de metabolismo más activo, como el aparato digestivo y el hígado (5). Por estas razones es que el incremento calórico depende de las características fisiológicas del animal, de las características del alimento consumido y del destino de la energía neta. Si la mayor parte del material es absorbido y depositado en tejidos para su mantenimiento el incremento calórico será muy bajo. En especies monogástricas el alto consumo proteico o el consumo de proteínas de bajo valor biológico determina una mayor oxidación de los aminoácidos y un mayor incremento calórico, debido a que los aminoácidos no son utilizados para sintetizar proteínas en el organismo, sino que son desaminados y utilizados como fuente energética. La deficiencia de un nutriente esencial preciso para las reacciones metabólicas, como el P o Mg, determinará un incremento calórico alto. La ingestión frecuente de alimentos determina un menor incremento calórico que el consumo infrecuente de alimentos, y un aumento en el consumo de alimentos eleva el incremento calórico (1). La especie animal influye en el incremento calórico por las diferencias en sus tractos digestivos y por las vías metabólicas que presenten más desarrolladas para utilizar los nutrientes. 17 Las dietas también pueden influir en el incremento calórico, las dietas en rumiantes con urea en lugar de proteínas tienden a reducir la producción de calor. Dietas con alto contenido de fibra generan mayor producción de calor que dietas con granos. En climas cálidos, dar dietas con mayor contenido graso favorece el consumo porque la grasa produce un incremento calórico reducido (1). La formulación de dietas que generen un bajo incremento calórico y que aporten suficiente energía y nutrientes en poco volumen de alimento, es una estrategia nutricional para evitar las mermas por bajo consumo en las épocas de verano. A este tipo de dientas se las denomina dietas frías. Podemos concluir que, si la energía neta es el resultado de la energía metabolizable menos el incremento calórico, y, el incremento calórico depende del animal, el alimento y el destino de utilización de la energía, entonces, un animal que consume un alimento determinado tendrá distintos tipos de incrementos calóricos y de energías netas según el tejido al que se destine la energía. Es decir, tendremos una energía neta de mantenimiento y una energía neta de producción, siendo esta última diferente según el tipo de producción que realice el animal. Esto nos lleva a tener que analizar por separado cada una de las energías netas. Métodos para estimar la producción de calor La producción de calor puede medirse directamente por métodos físicos, siguiendo un procedimiento denominado calorimetría directa. Otra posibilidad consiste en estimar la producción de calor a partir del intercambio respiratorio del animal, en este caso se utiliza una cámara de respiración, siguiendo un proceso de calorimetría indirecta. Las cámaras de respiración pueden utilizarse, asimismo, para calcular la retención de energía en lugar de la producción de calor siguiendo el método denominado balance conjunto de carbono y nitrógeno (5). • Calorimetría directa: Los animales no conservan el calor, por lo que, al realizar las determinaciones de producción de calor durante períodos de 24 horas o más, se puede admitir que la cantidad de calor perdido es igual a la cantidad de calor producido (5). Los calorímetros utilizados para la determinación de la producción de calor por un animal se basan en el mismo principio general que la bomba calorimétrica vista para la determinación de la energía bruta de los alimentos, el calor producido se emplea para elevar la temperatura del medio que le rodea. El calorímetro consiste en una cámara hermética aislada, en la que se introduce oxígeno mediante un flujo de aire. Los animales pierden calor a su entorno de dos maneras, como calor sensible o como evaporación (10). El calor sensible es el que se pierde de la superficie corporal por radiación, convección y conducción. Se puede medir directamente mediante calorímetros de gradiente térmico, donde se mide la elevación de la temperatura de un medio absorbente que puede ser la corriente de aire que ventila la cámara o agua que circula por la parte externa de las paredes (10). 18 El calor de evaporación es el que se pierde de la superficie de la piel y el aparato respiratorio debido a la diferencia de vapor entre la superficie animal y el medio ambiente. La evaporación del agua retira el calor de la superficie corporal y se determina registrando el volumen de aireque pasa a través de la cámara y su contenido de humedad a la entrada y a la salida (10). Estos equipos son utilizados para medir el metabolismo basal, la producción total de calor, y por diferencia, el incremento calórico generado por la ingesta de alimentos (5), son bastante costosos y rara vez se utilizan cuando los animales que se desea investigar son especies grandes. • Calorimetría indirecta: En la calorimetría indirecta se calcula la producción de calor por parte del animal midiendo el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono. (1) La producción de calor tiene lugar cuando se oxidan los nutrientes y cuando son empleados en la síntesis de tejidos. Se ha observado que la cantidad de calor producido durante la síntesis guarda la misma relación con el intercambio respiratorio, que al oxidarse totalmente los nutrientes. Para aplicar el equivalente térmico adecuado al convertir el consumo de oxígeno en producción de calor, es necesario conocer la cantidad de oxígeno gastada por cada tipo de nutriente. Las proporciones se calculan a partir del cociente respiratorio, que es la relación entre el volumen de dióxido de carbono producido y el volumen de oxígeno consumido. Una vez conocido el cociente respiratorio, puede determinarse las cantidades de grasas y carbohidratos oxidadas, a partir de tablas publicadas. Normalmente, las mezclas que se oxidan incluyen proteínas y la cantidad de proteína catabolizada puede estimarse a partir del nitrógeno excretado en la orina (5). La producción de metano en el rumen es así mismo un producto de oxidación incompleta, que es tenido en cuenta en estos trabajos (1). Por lo cual, los investigadores cuantificando la producción de metano (en rumiantes) y dióxido de carbono, consumo de oxígeno y excreción de nitrógeno en orina consiguen calcular, por medio de fórmulas establecidas, la producción de calor del animal (10). Cámara de respiración de circuito cerrado: consiste en un recinto hermético en el que se introduce al animal, con recipientes que contienen absorbentes para el dióxido de carbono y el vapor de agua. La cámara incluye dispositivos que permiten la administración de alimentos y agua e incluso el ordeño de los animales, así como la recolección de heces y orina. El aire de la cámara se hace pasar a través de absorbentes para dióxido de carbono y agua, y se devuelve a la cámara, sin que se mezcle con el aire atmosférico. El oxígeno consumido por el animal se repone con oxígeno puro que pasa por un contador. Al final del periodo experimental, puede medirse el dióxido de carbono y el agua retenido en los absorbentes y metano producidos (5). Cámara de respiración de circuito abierto: consiste en un recinto hermético en el que se introduce al animal, contiene dispositivos que permiten la administración de alimentos y agua e incluso el ordeño de los animales, así como la recolección de heces y orina. El aire se extrae de la cámara a un ritmo establecido, tomándose muestras para su análisis, a la entrada y a la salida. De este modo pueden estimarse la producción de dióxido de carbono, metano y el consumo de oxígeno. Se requiere de mucha exactitud para medir el flujo y las diferencias en la composición del aire que entra y el que sale, ya que deben mantenerse en valores muy pequeños para que las condiciones del animal sean normales (5). 19 Mascarillas: se pueden utilizar mascarillas conectadas a circuitos cerrados o abiertos, para medir el consumo de oxígeno o conjuntamente el consumo de oxígeno y producción de dióxido de carbono. Este método resulta adecuado para determinaciones durante breves periodos de tiempo, pero no sirve para estimar la producción de calor mientras los animales se encuentran comiendo. Para las determinaciones, durante períodos de tiempo más largos, del metabolismo energético en los animales no confinados, la producción de calor puede estimarse, con relativa exactitud, a partir, únicamente de dióxido de carbono marcado radiactivamente y tomando muestras de líquidos corporales orgánicos para determinar el grado en que el dióxido de carbono marcado se diluye con el producido por el animal (5). • Balance conjunto de carbono y nitrógeno: Las formas principales en que se almacena la energía en los animales en crecimiento y engorde son como proteína y grasa, las reservas hidrocarbonadas del organismo son bajas y relativamente constantes. Las cantidades de grasa y proteína retenidas pueden estimarse realizando el balance conjunto de carbono y nitrógeno, es decir, determinando las cantidades de estos elementos que ingresan y se eliminan del organismo, de modo que por diferencia se conocen las cantidades retenidas (5). El carbono y el nitrógeno ingresan en el organismo con los alimentos, el nitrógeno se elimina por medio de la orina y las heces al igual que el carbono, el que, además se elimina como dióxido de carbono y metano. De manera que los experimentos de balance conjunto deben realizarse en cámaras de respiración o cámaras de calorimetría directa. De las cantidades de proteínas y grasas retenidas estimadas se puede calcular la energía retenida multiplicando las cantidades de nutrientes almacenados por los valores energéticos correspondientes (10). 4.1 Energía neta de mantenimiento: La energía neta de mantenimiento (ENm) es la energía requerida por el organismo para sostenerse vivo. Para ello, los animales precisan energía para mantener su función cardíaca, los movimientos respiratorios, el tono muscular, el transporte de compuestos químicos, la reparación de los tejidos y su metabolismo general. También requieren energía para mantener su temperatura corporal, ya que los animales de sangre caliente presentan una temperatura corporal relativamente constante que en general es superior a la del ambiente, teniendo que utilizar energía para mantenerse dentro de los rangos térmicos vitales. Por último, para el mantenimiento requiere de energía para buscar alimentos y agua (1,2,10). En síntesis, la energía neta de mantenimiento es la cantidad de energía que se precisa para mantener al animal en equilibrio energético, sin pérdida ni ganancia de peso. Se libera del organismo en forma de calor y depende de tres variables: el metabolismo basal, la variación de la temperatura ambiente y la actividad voluntaria (9). 20 4.1.1 Metabolismo basal. El metabolismo basal, también denominado tasa metabólica basal o catabolismo de ayuno, es la cantidad de energía mínima necesaria para mantener a un animal en equilibrio energético. (10), dicho de otro modo, es el gasto energético mínimo requerido para vivir (13). La determinación se lleva a cabo bajo condiciones estandarizadas y suministra valores básicos en los cuales las necesidades energéticas no se confunden con otros factores. Depende principalmente de las características del organismo, incluyendo la actividad endócrina, la edad, especie y raza (1): 1) Factores neuroendocrinológicos: El gasto energético es diferente en ambos sexos, siendo más elevado en los machos. La castración reduce el metabolismo basal en un 5 a 10 %. Las hormonas tiroideas tienen un efecto muy marcado en el metabolismo, teniendo los animales hipotiroideos un metabolismo basal muy bajo y tal como se esperaría, los animales nerviosos, hiperactivos, tienen una producción de calor elevada. En algunas especies de animales salvajes se encuentran diferencias estacionales muy marcadas en el metabolismo energético basal que se relacionan con cambios hormonales. (Épocas de celos, hibernación, etc.) (1). 2) Edad: El desarrollo de los tejidos, según la edad, presenta diferentes necesidades de oxígeno. En la tabla 3 se puede observar el efecto que tiene la edad sobre la producción de calor en ovejas de diferentes edades. Observe la disminución considerable que se presenta en la producción de calor, especialmenteentre la 9a y la 15a semana de edad, que es el período durante el cual se destetan los corderos. (1) Al comienzo de la vida el metabolismo es muy alto con notables pérdidas de calor, los principales factores a los que se les adjudica la razón del descenso del metabolismo basal con el incremento de la edad son la cantidad de energía procedente de la oxidación de proteínas en lugar de grasa y la disminución de la tasa de renovación proteica (10). Tabla 3. Metabolismo de ayuno en corderos e influencia de la edad sobre este. (adaptado de Blaster) Edad Peso corporal (kg) Kcal/kg0,73 1 semana 5,8 132 3 semanas 9,1 111 6 semanas 13 119 9 semanas 18 116 15 semanas 24,3 68 6 meses 28,2 63 9 meses 33,9 62 Church y Pond, 1994 3) Diferencias entre especies y razas: En promedio, el valor del metabolismo basal es de 70 kcal PV0,73. Se ha observado que las ovejas pueden estar un 15% por debajo de este valor y el ganado bovino un 15% por encima. Se encontraron valores promedio para novillos Ayrshirede de 100 kcal PV0,73 mientras que en los novillos Angus lo valores promedio eran 81 kcal PV0,73. Se hallaron diferencias similares entre las razas de ovejas 21 y vacas lecheras. De tal manera que las variaciones en la actividad metabólica por raza pueden ser tan significativas como las diferencias por especie (1). La determinación del metabolismo basal se realiza bajo ciertas condiciones (10): 1) El animal debe estar en ayuno y el tracto digestivo libre de restos alimenticios, ya que la digestión y absorción de nutrientes incrementan la producción de calor. A esta situación se la denomina estado post-absortivo. 2) El animal debe estar en reposo. Permanecer parado requiere aproximadamente un 15% más de energía que permanecer echado. Siendo esta diferencia menor en los caballos. 3) Debe permanecer despierto. El sueño reduce el metabolismo basal aproximadamente un 7 % en perros, gatos, caballos y hombre. 4) La temperatura ambiente debe encontrarse dentro de la zona de confort. De modo que el animal no tenga que aumentar la producción de calor para mantener la temperatura corporal. Debe tenerse en cuenta que la humedad ambiente no sea superior al 50%. Si la temperatura es elevada, la humedad impide el enfriamiento reduciendo la evaporación del sudor. A temperaturas baja, la humedad, aumenta el calor específico del aire, por lo tanto, aumenta la pérdida de calor por convección. 5) Estado nutricional adecuado. El animal debe tener un buen estado sanitario y nutricional. Los ayunos prolongados rebajan el metabolismo basal hasta un punto en que no es posible mantener la temperatura normal (9,10). La determinación de la producción de calor bajo estas condiciones, por calorimetría directa o indirecta, proporciona la medición de la energía neta de mantenimiento mínima que deben obtener los animales de sus alimentos para cubrir sus requerimientos basales (1). El metabolismo basal aumenta al aumentar el peso vivo de un animal, pero estos incrementos no son directamente proporcionales. Se observó que la producción de calor de un animal en ayuno estaba mas fuertemente relacionada con la superficie corporal que con el peso. Para estimarlo se ha desarrollado el concepto de peso metabólico, el cual tiene una relación directa con la actividad metabólica de los tejidos (9). Se determina peso metabólico al peso vivo de un animal, expresado en kilogramos, elevado a la potencia 0,75, PM = PV0,75. Esta ecuación se fundamenta en que la superficie corporal es la principal variable que determina la pérdida de calor. Teniendo en cuenta que la superficie es proporcional a la potencia 2/3 del peso vivo, PV0,66, se desarrollaron fórmulas para calcularlo a partir del peso vivo. A partir de la regresión de la producción de calor sobre el peso vivo, en estudios realizados con 26 especies mamíferas, desde el ratón de 20g hasta el elefante de 4 toneladas, se ha observado que el exponente que mejor se ajustaba a una línea recta fue el peso vivo elevado a una potencia 3/4 o 0,75. Distintos autores han considerado exponentes que han variado entre 0,60 a 0,82 pero los más acordados se sitúan entre 0,72 y 0,75 (10). El metabolismo basal (MB) se expresa con una ecuación lineal MB = a x b(n), donde “a” es la cantidad de calor producido en ayuno por cada unidad de peso metabólico, “b” es el peso vivo 22 del animal en kilogramos y “n” la potencia que correlaciona los tejidos con mayor tasa metabólica (9). Como se mencionó anteriormente, el metabolismo basal se ve afectado por varios factores que hacen que tanto a como n, no sean números constantes, sin embargo, se puede estandarizar la ecuación en los valores más utilizados: MB (Kcal/día) = 77 Kcal x PV 0,75 4.1.2 Termorregulación. Los mamíferos y las aves son homeotermos, mantienen su temperatura corporal relativamente constante y por lo general esta es superior a la temperatura ambiente. Como consecuencia, se produce un flujo de calor del animal a su entorno. Como se mencionó con anterioridad, los animales liberan el calor por radiación, conducción y convección de la superficie corporal, lo que se denominan rutas sensibles, pero cuando estas no son suficientes para mantener la temperatura corporal dentro de los márgenes vitales, se activan mecanismos para generar pérdidas de calor por medio de la evaporación de agua a través de la superficie corporal y pulmones. El ritmo de pérdida de calor depende, en primer lugar, de la diferencia de temperatura entre el animal y el entorno, en segundo lugar, por las características del animal, como el aislamiento proporcionado por el tejido subcutáneo y el pelo, así como por características del ambiente como la velocidad del viento, humedad relativa y radiación solar. De hecho, el ritmo de pérdida de calor está determinado por una compleja interacción de factores dependientes de los animales y del entorno (5). El intervalo de temperaturas ambientales en las cuales el calor producido por el metabolismo basal de los animales es mínimo y suficiente para mantener la temperatura corporal se denomina zona confort o intervalo de neutralidad térmica. Los límites inferior y superior de la zona confort se denominan temperaturas críticas inferior y superior respectivamente. Cuando la temperatura ambiente se acerca a la temperatura crítica inferior los animales, para reducir las pérdidas de calor, responden con una disminución del flujo sanguíneo de la superficie corporal por medio de una vasoconstricción periférica. Este proceso genera un gasto energético leve. Cuando los valores térmicos del entorno se encuentran por debajo de la temperatura térmica inferior, para conservar la temperatura corporal, incrementan la producción de calor tiritando, generando un mayor gasto energético (10). Cuando la temperatura ambiente se va acercando a la temperatura crítica superior, la vasodilatación periférica favorece el intercambio calórico con el medio, pero a medida que la temperatura del aire se eleva, se pierde menos cantidad de calor por las rutas sensibles y ha de perderse mas por evaporación de agua. La mayoría de los animales domésticos están mal equipados de glándulas sudoríparas, siendo la capacidad de perder calor por evaporación de agua muy variable entre las especies domésticas. Para disminuir la temperatura corporal los animales pueden recurrir a la búsqueda de sombra, de áreas de mayor corriente de aire o mojarse en charcos de agua. Si estos mecanismos no son suficientes para mantener la 23 temperatura corporal, el animal reduce la producción de calor reduciendo la ingesta de alimentos (5). La zona de confort de un animal alimentado es mas baja que la de un animal en ayuno, debido al incremento calórico que genera la ingesta de nutrientes. Los animales en ayuno tiritana temperaturas ambientales superiores a los animales alimentados. Con el jadeo ocurre lo mismo, los animales en ayuno comienzan a jadear a temperaturas superiores que los animales alimentados. De forma general, el ayuno eleva y la alimentación baja las temperaturas críticas inferior y superior, es decir, hacen variar la zona confort de un animal hacia arriba cuando está en ayuno o hacia abajo cuando está alimentado, de esta forma la ingestión de alimentos aumenta la resistencia de los animales a los climas fríos y reduce la tolerancia al calor (10). Son muchos los factores que afectan al intercambio de calor entre el organismo y el ambiente. Con respecto al ambiente la temperatura, la humedad y el viento son factores importantes y por ello el tener reparo, sobra o algún sistema de refrigeración como lagunas en caso de sistemas extensivos o vaporizadores en sistemas intensivos, pueden disminuir las pérdidas calóricas para la mantención de la temperatura corporal. En los animales influyen sus características físicas y fisiológicas como peso corporal, función endócrina, grasa subcutánea, pelaje, así como también el comportamiento que tengan en respuesta a la necesidad de incrementar o bajar la temperatura corporal. Nutricionalmente este punto resulta de interés, ya que se pueden manejar las dietas según las condiciones climáticas, formulando dietas generadoras de un menor incremento calórico en verano y un mayor incremento calórico en invierno. 4.1.3 Actividad voluntaria. Se define actividad voluntaria al gasto energético realizado por el animal en busca de agua y alimentos, y corresponde a una estimación porcentual del metabolismo basal. La actividad voluntaria está influenciada por las características del terreno, la vegetación y las características climáticas que influyen en los mismos. La caminata de rumiantes en terrenos de pasturas genera un menor gasto energético de búsqueda de alimentos que en los campos naturales, con menor cantidad de follaje accesible. Por otro lado, las inundaciones o los barriales generan un mayor gasto energético no solo por la dificultad de encontrar alimento, además la locomoción es mas agotadora. Los vientos y lluvias también generan un mayor gasto energético en la locomoción, al igual que las pendientes, por generar un mayor esfuerzo físico. Por último, las aguadas generan un mayor o menor gasto energético según la distancia entre ellas y el estado de mantenimiento. Se estima que el componente vertical de la locomoción en comparación con un suelo horizontal genera un gasto energético de unas 12 a 20 veces mayor. Una oveja de 50 kg de peso vivo, que camina unos 6 km diarios y supera una latitud de 100 m, genera un gasto energético un 20% mayor a las necesidades de mantenimiento. Siendo entonces la actividad voluntaria igual al 20% del metabolismo basal (10). Las características del animal también influyen en la actividad voluntaria, ya que los animales adultos se mueven menos que los más jóvenes, los caprinos son grandes trepadores, seguidos por los ovinos (10). 24 El gasto energético generado por la busqueda de alimentos está influenciado por las caracteríticas del terreno, en las que influye el clima, y por las caracteristicas del animal como especie, raza y estado fisiológico. Se estima un incremento del gasto energético de mantenimiento del 10% del metabolismo basal para animales estabulados y del 20 al 35 % del metabolismo basal para animales a pastoreo. 4.1.4. Eficiencia parcial de utilización de la energía metabolizable para mantenimiento (km) La eficiencia parcial de utilización de la energía metabolizable para mantenimiento es la proporción de energía metabolizable que es utilizada para el manenimiento del animal, se representa con las letras km e indica con que eficiencia se transforma la energía metabolizable en energía neta de mantenimiento (6). Al estudiar las reacciones metabólicas se observa que el ATP formado durante la degradación de los hidratos de carbono, grasas y proteínas puede utilizarse como fuente energética para la sintesis de tejidos, contracciónes musculares, secreciones glandulares, etc., pero no toda la energía metabolizable de los alimentos se transforma en ATP, una parte de esa energía se pierde como calor. (10) De este modo, la energía metabolizable que se destina para el mantenimiento queda formada por la energía perdida en forma de calor, incremento calórico de mantenimiento (ICm), y la energía utilizada para el mantenimiento del organimos, energía neta de mantenimiento (ENm). La eficiencia parcial de utilización de la energía metabolizable es el complemento del incremento calórico expresado en términos relativos (6). Por ejemplo, si la ingesta de EM por un animal es de 5 Mcal y la retención de la misma en el organimos para su mantenimiento es de 3,5 Mcal, la eficiencia de utilización de la energía metabolizable, Km, sería 3,5/5 = 0,7, siendo el ICm 1,5 Mcal como valor absoluto y 0,3 como valor relativo (5). Todos los factores que afectan al incremento calórico, ya mencionados con anterioridad, influyen de la misma forma sobre la eficiencia de utilización de la energía metabolizable. ¿Cómo calcular la ENm, ICm y Km? Cuando se calcula la energía neta de mantenimineto se está calculando el requerimiento de energía neta de mantenimiento de un animal. Y se puede calcular a partir de las siguientes fórmulas: ENm (Kcal o Mcal) = EM (Kcal o Mcal) – ICm (Kcal o Mcal) ENm (Kcal o Mcal) = EM (Kcal o Mcal) x Km ENm (kcal o Mcal) = MB + AV + T MB = 77 Kcal x PV 0,75 25 La activdad voluntaria (AV) se calcula como un porcentaje del metabolimos basal, ese porcetaje varía según el tipo de producción como se mencionó con anterioridad. Se estima un 10% del metabolismo basal para animales estabulados y del 20 al 35 % del metabolismo basal para animales a pastoreo. Exiten una gran variedad de fórmulas para el cálculo de la variación de temperatura (T) que tienen en cuenta la especie, tipo de producción y lugar geográficos. Cuando la temperatura ambiente se encuetra dentro de la zona confort, el (T) se considera cero. El incremento calórico de mantenimiento puede tener valores absolutos o relativos: ICm = 1- km ICm (Kcal o Mcal) = EMm (Kcal o Mcal) – ENm (Kcal o Mcal) La eficiencia parcial de utilización de la energía metabolizable es un coeficiente y carece de unidades: km = ENm/EMm km = 1 – ICm Ejemplo: Calcule el requerimiento de ENm de una vaca adulta de 650 Kg de peso vivo, con una AV estimada en un 20%, no se consideran gastos energéticos por factores ambientales. ENm = MB + AV + T MB (Kcal/día) = 77 Kcal x PV 0,75 AV = 20% MB MB = 77 Kcal x 650 0,75 = 9.912,3 Kcal AV = 1982,5 Kcal ENm = 9.912,3 Kcal + 1982,5 Kcal + 0 = 11.894,8 Kcal = 11,9 Mcal / día El requerimiento de energía neta de mantenimiento es de 11,9 Mcal por día. 4.2 Energía neta de producción La energía neta de producción es la energía que queda retenida en el producto sintetizado, es igual a la energía bruta del mismo y a la energía requerida para su síntesis. Esto es así para 26 todas las producciones en la cuales el fin sea un producto tangible, como lana, huevo, leche, carne, etc. ENp = ERp = EBp ENp = Concentración energética del producto x Cantidad de producto Cuando nos encontramos con animales que son utilizados para realizar un trabajo, como los caballos de tiro, de salto, de carrera, etc. o como los perros de caza, pastores, rescatistas, etc., el producto final es un ejercicio, por lo cual, la energía neta no se destinada a un producto material, no queda retenida, y es liberada en forma de calor cuando se realiza la actividad física. ENt = Calor Para cada tipo de producción tendremos un incremento calórico (IC) específico, una eficiencia de utilización de la energía metabolizable(k) particular y una energía neta (EN) propia para cada producto, y estos valores están influenciados por las características del animal y del alimento que se esté consumiendo. 4.2.1 Energía neta de lactancia La energía neta de lactancia (ENl) depende de la cantidad y la composición de la leche producida. La concentración de los componentes sólidos en la leche varía en relación inversa con su participación en la presión osmótica, por ello la grasa varía mucho, la proteína de la leche menos y los minerales y la lactosa son los que menos varían (10). Para comprender la energía neta de lactancia, desarrollaremos un pequeño resumen de la composición y síntesis de la leche. La lactosa es un disacárido, soluble en agua y responsable principal de la presión osmótica de la leche. El nivel de lactosa en la leche de las diferentes especies varía desde 2% hasta 6,6%, aunque en la vaca se mantiene constante a lo largo de la lactación. Los rumiantes pueden sintetizar glucosa a partir del ácido propiónico, siendo en todas las especies la glucosa el precursor de la lactosa (10). Los ácidos grasos de la leche tienen dos orígenes principales, los que son sintetizados in situ en la ubre y los triglicéridos circulantes en sangre procedentes de la ración o de la reserva corporal. La grasa por ser insoluble en agua no participa en la presión osmótica, encontrándose en forma de emulsión en la leche. Su concentración está influenciada por factores propios del animal, ambientales y nutricionales. Las lipoproteínas que circulan por la sangre sirven como fuente de ácidos grasos para la leche de todas las especies mamíferas. En los animales fermentadores, la ubre sintetiza ácidos grasos a partir de acetato y 3 – hidroxibutirato, mientras que, en los no rumiantes, la glándula mamaria puede sintetizar grasa láctea a partir de la glucosa (10). 27 La grasa de la leche de los rumiantes se caracteriza por su alto contenido en ácido butírico y una serie de ácidos grasos de cadena corta de 6 a 14 átomos de carbono, que apenas se encuentran en la grasa láctea de otras especies. La mayoría de los ácidos insaturados de la ración se hidrogenan en el rumen, por lo tanto, la grasa corporal y de la leche en los rumiantes es muy saturada (10). El 95% del nitrógeno de la leche es proteína verdadera, el resto se encuentra formado por compuestos sencillos que pasan directamente de la sangre a la leche. Aunque la proteína de la leche, como un todo es rica en aminoácidos esenciales, la caseína es relativamente pobre en metionina. Prácticamente el 90% de la proteína láctea se sintetiza en la ubre a partir de los aminoácidos extraídos de la sangre, el resto pasa directamente de la sangre a la leche. La ubre sintetiza aminoácidos no esenciales a partir de glucosa, ácidos grasos volátiles y aminoácidos esenciales (10). Los requerimientos para la producción de leche se expresan por litro o kilogramo de leche de un determinado porcentaje de grasa, ya que su valor energético sigue estrechamente al contenido lipídico. La producción de grasa láctea está afectada por factores genéticos del animal, su estado nutritivo, momento de la lactancia, factores ambientales, manejo del ordeñe, y factores dietarios (10). El nivel de ingestión de energía después del parto puede aumentarse incrementando en la ración la proporción de concentrado, de este modo, la diferencia entre la secreción de energía retenida en la leche y la ingestión de energía alimentaria al comienzo de la lactancia se reduciría. Sin embargo, se trata de una situación ideal, pero no real. La relación forraje/concentrado de la ración afecta el nivel de producción, la composición de la leche y la eficiencia de utilización de la energía metabolizable de lactancia (kl). Esto se debe a los cambios que se producen en la ingestión voluntaria de alimentos y en las fermentaciones en el rumen, al aumentar el nivel de almidón y descender el nivel de fibra en la ración. Los estudios realizados han demostrado que, al aumentar la proporción de concentrados energéticos a expensas del forraje, aumenta la ingestión de alimentos y la producción de leche, especialmente en vacas genéticamente superiores, pero puede disminuir la concentración de grasa láctea, debido a que al aumentar la metabolicidad de una ración, cambian las fermentaciones en el rumen. El aumento de almidón en la ración incrementa la producción de ácidos grasos volátiles totales, incrementándose principalmente la proporción de ácido propiónico y reducirse la proporción relativa de ácido acético (10). El resultado neto es un descenso gradual en la relación de los ácidos acético y propiónico desde, aproximadamente, 3 hasta 1 y un descenso no lineal en el contenido en grasa de la leche. El descenso del contenido en grasa de la leche puede deberse a una reducción relativa en el ácido acético absorbido y la inhibición de la movilización de la grasa corporal, producida por un exceso en el ácido propiónico, precursor de la síntesis de glucosa. En síntesis, la mayor metabolicidad de las raciones, aumenta la ingestión de alimentos y, en las vacas de alto potencial productivo, la mayor ingesta de energía favorece la producción de litros de leche. Por otra parte, los cambios en la composición en ácidos grasos pueden afectar a la distribución de la energía y promover la deposición de grasa corporal a expensas de la producción grasa de la leche (10). 28 ¿Cómo calcular la ENl, ICl y el kl? La energía neta de lactancia (ENl) es igual a la energía requerida para sintetizar la leche que el animal produce. Es decir que los requerimientos de lactancia son iguales a la ENl y dependen de la composición de la leche y la cantidad de litros producidos por día. ENl (Kcal o Mcal/día) = Concentración energética de kg de leche x Kg de leche producida por día La energía bruta de la leche es la suma de los calores de combustión de la grasa, proteína y lactosa (10) y como ya mencionamos se puede medir en una bomba calorimétrica o calcular por medio de los factores calorimétricos ya explicados con los cálculos de energía bruta. Para calcular la ENl se utiliza la composición de la leche y la cantidad de leche producida por día o se utilizan las tablas de requerimientos de lactancia para cada especia. Ejemplo: La leche producida por un bovino Holando Argentino presenta la siguiente composición: Proteína: 3,5 %, Grasa butirosa: 3,7%, Lactosa: 4.9%, Cenizas: 0.7% La energía neta de lactancia es: 3,5 g Proteína/100ml x 5.6 kcal/g = 19.60 Kcal/100ml 3,7 g grasa/100 ml x 9.4 kcal/g = 34.78 Kcal/100ml sumado = 74,96 Kcal cada 100 ml 4,9 g H de C/100ml x 4.2 kcal/g = 20.58 Kcal/100ml La energía neta de lactancia por cada litro es de 749,6 kcal. Si la vaca produce 30 litros por día, la energía neta de lactancia es igual a 22.488 Kcal/ día. Esto quiere decir que para que este bovino produzca 30 litros leche por día requiere 22,5 Mcal de ENl / día. El requerimiento de ENl está directamente relacionado con el contenido de grasa de la leche, por ello las tablas de requerimiento de ENl, diferencian los requerimientos según el % de grasa butirosa. El incremento calórico de producción de leche (ICl) se puede obtener por medio de cámaras de calorimetría directa o indirecta y puede tener valores absolutos o relativos: ICl = 1- kl ICl (Kcal o Mcal) = EMl (Kcal o Mcal) – ENl (Kcal o Mcal) 29 La eficiencia parcial de utilización de la energía metabolizable de lactancia es un coeficiente y carece de unidades: Kl = ENl/EMl kl = 1 – ICl 4.2.2 Energía neta de engorde Para determinar las necesidades energéticas productivas del engorde, es preciso disponer de información sobre la relación entre la proteína y la grasa en los aumentos de peso de los animales, ya que estos dos componentes tienen contenidos energéticos muydistintos. Esta relación depende, fundamentalmente, de la edad de los animales, pero también del nivel de nutrición. El exceso de energía en la ración, que determine un aumento en el ritmo de crecimiento por encima de lo esperado de acuerdo con la edad del animal, genera un incremento en le depósito de grasa, debido a que el depósito proteico tiene un límite. Los animales adultos depositan la energía proporcionada por encima de las necesidades de mantenimiento, casi totalmente en forma de grasa (10). Para la estimación exacta de la utilización de la energía para la deposición de proteína y grasa, deben tenerse en cuenta los costos de síntesis de la proteína y grasa. A partir de pruebas de balance, se determinó que las pérdidas calóricas al sintetizar proteína son mayores que las de sintetizar grasa, siendo la deposición proteica un efecto neto de la síntesis y degradación, consumiendo energía en ambos procesos (10). Las investigaciones efectuadas en cerdos, ovejas y ganado sugieren que la eficiencia parcial de la utilización de la energía para la síntesis proteica ronda en un 35%, mientras que para la síntesis de lípidos ronda en un 70% o más (1). Sin embargo, la síntesis de tejido muscular da lugar a un mayor ritmo de aumento de peso, ya que el músculo tiene mayor contenido de agua, aproximadamente un 75 % y el tejido adiposo presenta un contenido de agua muy bajo. De acuerdo con los clásicos experimentos realizados por Ritzman y Colovos, la eficiencia de utilización de la energía administrada por encima del mantenimiento desciende a medida que los animales crecen y se acercan a la madurez. Se observó en el ganado lechero vacuno en crecimiento con un peso vivo de hasta los 200 kg, que utiliza la energía metabolizable administrada por encima del mantenimiento con una eficiencia del 64 %, en tanto que los animales que pesan 300 a 600 kg la utilizan con una eficiencia del 42 % (10). Estos cambios en la eficiencia de utilización de la energía se deben a la diferencia en el tipo de tejido que se encuentran sintetizando. Siendo entonces más eficiente la síntesis de tejido muscular que la síntesis de tejido adiposo, aunque es más eficiente la síntesis de lípidos que de proteínas. Las distintas partes y órganos del cuerpo se desarrollan a distinto ritmo, de modo que las proporciones entre ellos cambia durante el crecimiento. Desde el nacimiento y a medida que el animal va creciendo los cambios más marcados son el descenso en la proporción de hueso y el aumento en la cantidad de grasa. Las diferencias cuantitativas en la composición corporal durante el crecimiento son muy importantes ya que afectan a la calidad de la carne y sirven como base para el cálculo de las necesidades energéticas (10). 30 La eficiencia de utilización de la energía metabolizable para el crecimiento de los rumiantes varía considerablemente con el tipo de ración. El aumentar la cantidad de concentrados en la ración va ligado a un aumento en la concentración relativa de ácido propiónico y un descenso en el ácido acético formado en el rumen, en tanto que al aumentar la cantidad de forraje ocurre lo contrario. Puesto que el ácido propiónico se utiliza con mayor eficiencia que el ácido acético, incluso para la síntesis de tejido graso, al aumentar la cantidad de concentrados en la ración, mejora la eficiencia de utilización de la energía metabolizable para los aumentos de peso. Los resultados experimentales presentados en la figura 3 pueden explicarse por la interrelación existente entre las concentraciones de los ácidos grasos volátiles formados en el rumen y la eficiencia de la energía para el crecimiento. Cuando el ganado vacuno y ovino recibieron raciones que contenían maíz o heno en distintas proporciones la utilización de la energía metabolizable para el cebo aumentó gradualmente desde 29% hasta 61%. Las eficiencias para el mantenimiento fueron mucho mayores en comparación con las del cebo, pero no se vieron tan influenciadas por las diferentes relaciones de maíz y heno en la dieta, rondando en valores que fueron entre 71% a 79% (10). Figura 3. Eficiencia de utilización de energía metabolizable para mantenimiento y engorde (cebo), en relación con la composición de la ración (10). Conclusión, la ENe está dada por el aumento del peso vivo generado por un animal, esta energía depende principalmente de la relación de síntesis de tejido muscular y tejido graso. Esta relación varía según la especie y raza del individuo, pero en un mismo animal, su edad es el principal factor de variabilidad, incrementándose las proporciones de depósitos de tejido graso a medida que el animal es más adulto, disminuyendo su ke y aumentando sus requerimientos energéticos para un mismo incremento de peso. Por último, el aumento de la metabolicidad de los alimentos tiene una gran influencia directa positiva en la eficiencia de utilización de la energía metabolizable de engorde, sobre todo en los rumiantes. ¿Cómo calcular la ENe, ICe y el ke? Las siguientes ecuaciones, fueron desarrolladas por Blaxter. 31 Para la retención de energía cuando el animal recibe más energía de la que necesita para el mantenimiento: ENe = Retención de energía (Kcal/día) = ke x (ingestión de EM) – (MB/km) Para calcular la pérdida de energía del organismo si el animal recibe menos energía de la necesaria para el mantenimiento: ENe = Retención de energía (Kcal/día) = Km x (ingestión de EM – MB) (10) Energía neta de engorde siempre va a depender de la concentración energética en cada gramo que aumenta el animal y la cantidad de gramos que aumenta por día. ENe (Kcal/día) = Kcal en cada gramo aumentado (kcal / g) x aumento de PV diario (g / día) Al igual que como fue indicado con anterioridad, el incremento puede tener valores absolutos o relativos: ICe = 1- ke ICe (Kcal o Mcal) = EMe (Kcal o Mcal) – ENe (Kcal o Mcal) La eficiencia parcial de utilización de la energía metabolizable es un coeficiente y carece de unidades: Ke = ENe/EMe ke = 1 – Ice El gran desarrollo de tablas de requerimientos específicas según especie y raza, teniendo en cuenta sexo y categoría productiva, facilitan los cálculos de requerimiento energéticos específicos. Ejemplo: Calcule los requerimientos de EN de engorde de un toro raza Angus, que pesa 400 kg, en crecimiento y se espera un peso promedio adulto de 890 Kg. El incremento de peso diario promedio es de 1 Kg de peso. 32 Tabla 3. Requerimientos nutricionales para toros en crecimiento. Observando la tabla 3 de Requerimientos de toros, encontramos que los requerimientos de ENe en este toro Angus en crecimiento que pesa 400 kg y aumenta 1 kg de peso vivo día es 4, 56 Mcal /día. 4.2.3 Energía neta de gestación La energía neta de gestación depende de la cantidad de energía retenida en el útero grávido, se incrementa a medida que la hembra se acerca al parto y se consideran significativas en el último tercio de gestación (9). La eficiencia de utilización de la energía metabolizable en los productos de la concepción de ovejas y vacas es muy baja, de un 10% a un 25%, muy inferior a las eficiencias correspondientes de mantenimiento y demás procesos productivos. La ineficiencia surge de la magnitud de los gastos de mantenimiento del feto y los productos de la concepción. Además, la utilización de la energía para el crecimiento del feto es menos eficiente en los rumiantes que en los cerdos, ya que los fetos precisan que la energía se encuentre en forma de glucosa que, en las hembras de los rumiantes, se produce por gluconeogénesis, proceso que es de baja eficiencia energética. La cantidad de energía acumulada en los productos de la concepción es relativamente baja, pero se pierde una gran cantidad de energía en los procesos implicados en la gestación, por consiguiente, al final de la gestación, las necesidades
Compartir