AMBIENTE RUMINAL Y MICROORGANISMO
Introducción
Los rumiantes han desarrollado un aparato digestivo que les permite ser eficientes en el aprovechamiento de los forrajes. Si embargo, éstos, por su alta proporción de substancias estructurales (entre otras celulosa, hemicelulosa y lignina) y a menudo su escaso contenido en proteínas, pueden ser considerados como alimento de escaso valor nutritivo. Por ello, la organización anatómica del tracto gastrointestinal de los rumiantes es el resultado de un largo proceso de adaptación a una alimentación rica en celulosa.
Pedro A. Contreras B., M. V.; M. Phil. Instituto de Ciencias Clínicas Veterinarias, Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Austral de Chile, Casilla 567, Valdivia, Chile.
La celulosa es componente principal de la pared secundaria de la célula vegetal y es un polímero de glucosa de elevado peso molecular, con subunidades de celobiosa compuestas de moléculas de glucosa unidas entre sí mediante enlaces ß-D-1,4 glucosídicos. Sin embargo los rumiantes carecen de enzimas celulolíticas propias, que les permitan tener acceso a la glucosa para la síntesis de piruvato y de éste formar ácidos grasos de cadena corta (AGVs).
Por ello los preestómagos deben mantener un ambiente que permita el crecimiento y la multiplicación de los microorganismos, que son responsables de las fermentaciones con las que se obtienen productos finales que el rumiante puede utilizar.
La relación entre el rumiante y los microorganismos constituye una simbiosis. Entre los beneficios que el rumiante otorga a los microorganismos es el ambiente ruminal propicio para su multiplicación y actividad metabólica. Los microorganismos aportan al rumiante los productos de la fermentación que puede utilizar, tales como los AGVs, la síntesis de proteínas bacterianas, aminoácidos esenciales y no esenciales y vitaminas hidrosolubles. Además, algunas bacterias del rumen son capaces de inactivar determinadas sustancias potencialmente tóxicas, tales como nitritos, fitoestrógenos, y toxinas vegetales y de hongos. 
Ambiente ruminal
Tal como lo hemos dicho, el ambiente ruminal es importante para la realización de los procesos fermentativos de la digestión ruminal de los forrajes. Este ambiente es controlado principalmente por el tipo y cantidad de alimento consumido, la mezcla de los alimentos, el paso de los alimentos a segmentos posteriores del aparato digestivo, la rumia, la cantidad de saliva que ingresa al rumen, la remoción de los desechos no digeribles y la absorción de los AGVs.
Características del ambiente ruminal:
Estratificación del alimento consumido. El contenido del rumen y retículo está estratificado según peso específico. En la parte dorsal hay gas producido por la actividad fermentativa e inmediatamente por debajo se continúa con una zona con alimento más grueso, recientemente consumido y fragmentado por masticación ingestiva, son fibras de 1 a 2 cm, sobre las cuales comienza la actividad fermentativa y la producción de gas luego un estrato fangoso con partículas finas desde la cual se toma el bolo para ser rumiado, allí el forraje posee un tamaño menor con mayor humectación y peso específico.
Tasa de renovación.Los fluidos y los alimentos ingeridos permanecen un tiempo en el retículo-rumen, posteriormente continua su progresión en el aparato digestivo, absorbidos o eliminados. El flujo de fluidos a través de rumen es influido por la cantidad de saliva secretada y por el agua que bebe o está incorporada en el alimento. La adición de cloruro de sodio o bicarbonato de sodio a la dieta aumenta la sed y la retención de agua en el rumen, favoreciendo la tasa flujo.
El periodo de retención de la ingesta en el reticulorrumen está determinado por la capacidad del reticulorrumen, la magnitud del consumo de alimentos y su tasa de digestibilidad. La materia sólida es retenida en el rumen hasta que se reduce de tamaño para pasar a través del orificio reticulo-omasal. Esta reducción de tamaño de las partículas se logra mediante una combinación de la masticación al ingerir el alimento, la masticación durante la rumia, la participación de los microorganismos y la comprensión que se realiza sobre las partículas durante los movimientos ruminales. Las partículas fibrosas más digestibles se degradan rápidamente, y por ello tiene un periodo corto de retención ruminal, de solo algunas horas. Las de digestibilidad menor pueden estar retenidas en el rumen por días. El periodo de retención promedio, obtenido por pruebas de alimentación a partir de la cinética de la excreción fecal de substancias sin digerir (marcadores), manifiesta que puede variar de 12 horas para los líquidos hasta de 18-72 horas para partículas de alimentos. Así la tasa de renovación del contenido ruminal tiene un efecto significativo en la utilización del forraje, existiendo una relación inversa entre la tasa de pasaje y la degradación de los alimentos. Un gran llenado del rumen y largos periodos de retención determinan una baja tasa de renovación. Una fermentación ruminal incrementada se asocia a una tasa de renovación más rápida, pero si la velocidad de renovación es más rápida que la capacidad de multiplicación bacteriana, se puede producir un “lavado” de los microorganismos y con ello se disminuye la digestibilidad. Como consecuencia puede haber aumentado la ingesta de alimentos pero habrá disminuido la eficiencia de conversión.
Sistema buffer.
El ambiente ruminal posee un sistema buffer eficiente, basado en la presencia de ácidos orgánicos, carbonatos y fosfatos salivales. Adicionalmente ayuda el amonio a concentraciones de 12 mmol/L o mayor. El pH fisiológico es de 5,5 – 7,0, pero con dietas ricas en granos o que no promuevan la salivación puede bajar hasta 4,6.
La saliva fluye constantemente hacia el rumen ayudando a mantener el contenido en estado líquido, controlando el pH y facilitando el acceso de los microorganismos al material vegetal. El volumen de saliva depende del tipo de dieta, siendo mayor en las de contenido fibroso que requieren un mayor número de movimientos masticatorios y estimulan la secreción salival. El volumen de secreción salival de la vaca varía entre 60 y 160 L/día y en la oveja de 6 a 16 L/día.
Temperatura y potencial redox.
En el rumen se mantiene una temperatura de 38 a 41oC, con un promedio de 39oC y un potencial redox de -350mV, el que varía entre -240 a -450 mV. El potencial redox es una medida de la actividad de los electrones y está relacionado con el pH y con el contenido de oxigeno, siendo análogo al pH, ya que éste mide la actividad de protones y el potencial redox de los electrones. Un potencial redox positivo y de alta magnitud, es indicativo de un ambiente que favorece las reacciones de oxidación y uno negativo, y de baja magnitud, es de un ambiente reductor. Por ello el potencial redox afecta la actividad metabólica de los microorganismos. Los microorganismos aerobios estrictos tienen un metabolismo activo en potenciales redox positivos, mientras que los anaerobios estrictos demuestran actividad metabólica solo a potenciales redox negativos. El potencial redox negativo del rumen es responsable que los hidratos de carbono sólo se descompongan hasta AGVs y no hasta CO2 y agua, de manera que la energía contenida en los AGVs quede disponible para el rumiante. Presión osmótica. El rumen posee una presión osmótica que varía en un rango de 260 a 340 mOsmoles/L, pero generalmente se mantiene en 280 mOsmoles/L. Esta presión osmótica es semejante a la de los tejidos y con ello evita las pérdidas de agua desde el líquido intersticial al rumen y viceversa. La presión osmótica no solo influye en el transporte de agua, también lo hace en el transporte de AGVs. En la medida que aumenta la presión osmótica la absorción de AGVs comienza a disminuir.
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