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Los primeros experimentos científicos acerca de la nutrición animal; las proteínas, grasas y carbohidratos se hicieron en el siglo XVIII, en el siglo XIX, además se consideró que era necesario identificar las vitaminas, aminoácidos y algunos minerales. La práctica continua de la explotación ganadera demostró la estrecha relación y dependencia de la productividad de los animales con su alimentación. Las características genéticas no se optimizan, no se pone de manifiesto hasta tanto los animales no obtengan una adecuada alimentación.
Términos utilizados en nutrición. Alimentación y nutrición, son vocablos que generalmente se cree que significan lo mismo pero no.
La alimentación. Es la ingestión del alimento por el animal y es importante por cuanto existen una serie de factores inherentes al animal como al alimento y al clima que influyen en que el animal consuma más o menos alimentos que van a repercutir en la producción del animal. Los factores climáticos deben ser juiciosamente estudiados
La Nutrición. Comprende todos los procesos químicos, bioquímicos y biológicos que tienen lugar en el organismo vivo. Dentro de este campo es de utilidad conocer:
- Los procesos de digestión y metabolismo de los diferentes principios nutritivos de las diversas especies.
- Las funciones que desempeñan el organismo los principios estructurales.
- Las funciones y aspectos carenciales de vitaminas y minerales
- Y todos los aspectos que tengan relación con la nutrición y la producción de los animales domésticos, como la relación costo beneficio con el objeto de optimizar los recursos.
Ración o Dieta Balanceada. Es la ración diaria que se suministra al animal, compuesta por varios nutrientes en cantidad y calidad adecuada a los requerimientos del animal, para cumplir las funciones de crecimiento, mantenimiento, producción y reproducción.
La primera gran tarea de la nutrición animal es garantizar a los animales una adecuada alimentación que les permita cumplir a cabalidad su función económica.
16. Composición Química-Orgánica De Los Alimentos y Cómo Se Metabolizan. Los alimentos son las materias que ingieren los animales y que poseen propiedades nutritivas utilizables por el organismo. El dominio eficiente, aplicación y manejo de la nutrición animal, requieren de un conocimiento amplio de los alimentos desde su composición química, valor nutritivo, características físicas para la preparación de las raciones hasta su grado de aprovechamiento en el organismo del animal representado por su digestibilidad entre otros aspectos de interés.
Es así que para el buen desempeño de la empresa productiva, los participantes en su organización, implementación y ejecución como lo es un administrador agropecuario debe adquirir estas habilidades para hacer de la empresa una explotación altamente productiva.
Los alimentos se encuentran constituidos por agua y materia (MS) en la materia seca se encuentran las sustancias nutritivas orgánicas e inorgánicas. Las orgánicas atienden a su aporte de energía, proteínas, que requiere el organismo para todas sus funciones de gasto en el desarrollo de crecimiento, productivo, reproductivo y excretor.
16.1 El Agua. El agua es esencial para el ser viviente ya que se ha comprobado que sin agua no es posible la vida. Para el reino vegetal es fundamental en toda su fisiología y de forma marcada para solubilizar los nutrientes y el transporte de los elementos simples que las plantas toman del suelo y con los que forman compuestos orgánicos de gran complejidad que van a ser utilizados luego por los animales en su ración. El animal se provee de agua de: ríos arroyos, pozos y el alimento. El forraje tiene del 6 al 90% de agua, dependiendo de si está verde o seco. La mayor cantidad de nutrientes se encuentran en el forraje deshidratado.
El agua, representa aproximadamente dos tercios de peso vivo de los animales adultos y más aún en los jóvenes, desempeña funciones de vital importancia. Las funciones son las siguientes:
Disolvente de las sustancias que formarán tejidos y órganos, sangre, linfa y distintas secreciones.
Reguladora de la temperatura del organismo.
Transporte.
Medio. A través de ella se verifican todas las reacciones químicas y bioquímicas que tienen lugar en el organismo vivo.
Lubrica las articulaciones, imprescindibles en la locomoción de los animales, y las diferentes vísceras del organismo.
16.2 Carbohidratos - CHOS. Por medio de los alimentos vegetales que tienen alto contenido de carbohidratos, se puede decir que es el elemento energético más abundante en la naturaleza. Los carbohidratos se encuentran en gramíneas y leguminosas, angiospermas básicos en la alimentación y nutrición animal, para cubrir sus necesidades energéticas para la producción, gasto de mantenimiento y funciones metabólicas.
Los carbohidratos se clasifican en: Solubles (azúcares), que como su nombre lo indica se disuelven fácilmente en agua o sea son hidrolizados. Pertenecen a este grupo los que contienen menos de diez restos de monosacáridos entre este grupo se encuentran además de los monosacáridos, los disacáridos y trisacáridos. Carbohidratos Insolubles - Polisacáridos - (no azúcares - estructurales) no se solubilizan en el agua fría; a este grupo pertenecen los almidones, la celulosa, la hemicelulosa y la pectina: los tres últimos compuestos de la pared celular de las plantas (pastos y forrajes), son los que constituyen la base alimentaria del ganado rumiante (bovino, ovino y caprino).
Los monosacáridos del primer grupo, azúcares, la más importante es la glucosa, que existe tanto en forma libre como combinada. En las plantas, frutas, miel, sangre, linfa y líquido cerebroespinal se encuentra libre. Otros azúcares como la fructosa se encuentran en hojas verdes, frutas y miel. En los disacáridos se encuentra la trealosa, la lactosa o azúcar de leche que es la que forma parte de la glándula mamaria. También están la sacarosa, maltosa y celobiosa. La remolacha y la melaza de la sacarosa, están presentes en pequeñas cantidades en el grupo de los trisacáridos.
Los polisacáridos son compuestos de elevado peso molecular dado que están formados por un gran número de restos de pentosas y hexosas. No tiene sabor dulce ni dan las reacciones propias de los azúcares. Algunos polisacáridos como el almidón existen en las plantas como material de reserva y otros como la celulosa como material de estructura. Generalmente los polisacáridos son polímeros por condensación de monosacáridos con 10 o más restos de estos y la mayoría cuentan desde cien hasta varios miles de unidades.
El almidón es muy abundante en las semillas en un 70% y en frutos, tubérculos y raíces en un 30%. En el almidón se encuentran la glucosaza como principal componente de proteínas, ácidos grasos y compuestos fosforados. Las funciones de los carbohidratos son las siguientes:
Representan la principal fuente de energía, que utiliza el animal para todas sus funciones.
Forma sustancia de reserva en vegetales y animales; como el almidón y el glucógeno respectivamente.
Desempeñan un papel importante en el metabolismo celular en forma de fosfato.
Constituyen sustancias de sostén muy importante para los vegetales.
Entran en el organismo a formar parte de compuestos tan importantes como el ácido ribonucleico (RNA), de diferentes vitaminas y coenzimas así como de las gluco-proteínas.
Forman a través de la glucosa por síntesis específicas la lactosa de la leche en la glándula mamaria.
Las fuentes de carbohidratos son abundantes y fáciles de conseguir, entre las mismas se pueden citar, los granos de cereales que son ricos en almidón, también las raíces y tubérculos entre las que se destacan la yuca y la papa por su elevado contenido de almidón, son también destacadas fuentes de carbohidratos las mieles y azúcares así como los pastos y forrajes por su gran contenido en celulosa y hemicelulosa.
La absorción de los carbohidratos en los monogástricos se hace a través del intestino delgado. En el caso de los poligástricos la mayor cantidad de AGV son liberados a nivel del rumen y según plantean Wiston y Hogan 1968, casi el 75% de estos se absorben en el rumen, un 5% en el intestino.
El metabolismo, en sentido general se puede definir como el conjunto de procesos bioquímicos que tienen lugar en los organismos vivos, a partir de los cuales se generan nuevas sustancias y se desechan otras. Estos procesos se ubican en dos fases:
Fase catabólica: Es aquella en la cual se ubican todas aquellas reacciones donde ocurre la degradación de sustancias complejas para dar lugar a otras más simples o para liberar energía.
Fase anabólica: Se caracteriza por reacciones de síntesis cuyo resultado es la obtención de sustancias complejas a partir de otras más simple.
Estos procesos permiten el intercambio dinámico y constante de los seres vivos con su medio y por tanto la vida.
16.3 Grasas o Lípidos. Los lípidos o grasas, son las sustancias orgánicas que tienen la propiedad de disolverse en sustancias orgánicas como éter, benzol, cloroformo etc. Desde el punto de vista nutritivo y fisiológico los lípidos son muy importantes en el organismo. De acuerdo a sus características propias de composición, transformación en los organismos para su estudio se han clasificado en (simples), insolubles (compuestos). Están formadas por glicerinas y ácidos grasos esenciales, los cuales se ha comprobado que son esenciales en la fisiología del organismo animal.
Las grasas y aceites son lípidos presentes tanto en tejidos vegetales como animal, sus propiedades químicas son iguales así como su estructura general, pero tienen diferentes características físicas y constituyen una importante fuente de reserva energética para el organismo.
Las grasas tienen cuatro propiedades que son muy importantes y se deben tomar en cuenta en el momento de su utilización, en el caso que le compete a este texto; para la elaboración y almacenaje de diferentes alimentos. Estas propiedades son: Hidrólisis, Oxidación, Antioxidantes e Hidrogenación. Entre las principales funciones de las grasas en el organismo animal se mencionan:
Aportan ácidos grasos esenciales, como linoleico, linolénico y el araquidónico.
Facilitan la digestibilidad y utilización de las vitaminas liposolubles a las que les sirve como vehículo de transporte.
Favorecen la digestibilidad y aprovechamiento de las proteínas presentes en el alimento.
Forman parte estructural del protoplasma de las células vegetales - pastos y forrajes; las del animal.
Aportan más del doble de energía que los carbohidratos y las proteínas.
Constituyen una magnífica fuente de reserva energética.
Son altamente ENERGÉTICAS.
Los aceites vegetales, la grasa animal son las principales fuentes de lípidos, los cuales son agregados a la ración animal dependiendo del requerimiento de la especie en cada una de sus fases de crecimiento, desarrollo y producción.
La absorción de las grasas se lleva a cabo por medio de dos procesos. Los ácidos grasos y la glicerina que resultan de la digestión de las grasas no se absorben con la misma facilidad. Las glicerinas son bien absorbidas por las vellosidades intestinales, pero los ácidos grasos deben sufrir proceso de saponificación, en el cual se unen a las sales biliares para formar una especie de detergente. En la linfa se separan los ácidos grasos de las sales, que pueden ser reabsorbidas por el intestino y se sintetizan nuevas moléculas de grasa, que son llevadas al torrente sanguíneo.
Los ácidos grasos y la glicerina que resultan de la digestión cuando se absorben son trasladados directamente al hígado por la vena porta hepática, en este ocurrirán los procesos anabólicos y catabólicos de las grasas.
16.4 Las Proteínas. Las proteínas son sustancias que se destacan por su alto peso molecular, ya que en su composición intervienen grandes cadenas de aminoácidos y de otros elementos, cuando se trata de las más complejas. Los aminoácidos son derivados de los ácidos grasos de cadena corta y contienen un grupo básico amino (-NH2) y un grupo carboxilo ácido (-COOH). Son los productos finales de la digestión y del catabolismo de las de las proteínas, que constituyen las piedras angulares de las cuales se forman las proteínas corporales de los consumidores finales, animales y humanos. En las proteínas se han encontrado hasta 23 aminoácidos.
La importancia de las proteínas para los organismos ya sea animal o vegetal, es que poseen proteínas en sus elementos histológicos en cantidades apreciables. Los vegetales y muchos microorganismos, sintetizan sus proteínas a partir de nitrógeno inorgánico (urea, nitratos, amoniaco etc.), sin embargo los animales no poseen esta facultad y están obligados a tomar sustancias proteicas elaboradas con los alimentos que consumen para poder enfrentar de forma satisfactoria sus actividades biológicas expresadas en su metabolismo, dado que la cantidad exigida de compuestos proteicos, es elevado en todas las especies animales. Los bovinos y rumiantes en general, al consumir material vegetal (pastos y forrajes), optimizan la proteína aportada por ellos y además producen más proteína para sus requerimientos metabólicos, gasto de mantenimiento, reproducción y producción (carne y leche), a través de los microorganismos de su flora microbiana que se encuentra en el rumen. Las funciones de las proteínas son las siguientes:
La formación de tejidos nuevos para atender el crecimiento de animales en general y de las plantas.
La restauración de las proteínas que en el organismo se desgastan como consecuencia de su funcionamiento.
La síntesis de las proteínas específicas que el animal va a utilizar en la producción.
La transmisión de los caracteres hereditarios de generación a generación (nucleoproteínas).
El transporte de oxigeno desde los pulmones hasta las células de los diferentes tejidos del organismo (hemoglobinas).
La protección para ciertos órganos y tejidos (queratina).
La formación de las enzimas y hormonas que se encuentran en todos los tejidos del organismo.
La resistencia contra ciertas enfermedades en momentos muy apremiantes para el animal, como es la etapa de recién nacido en los mamíferos (inmunoglobulinas).
Las proteínas se encuentran presentes en: leguminosas, carne animal, harina de sangre, residuos de matadero entre otros.
Los aminoácidos que se liberan durante la digestión de las proteínas en el intestino, son absorbidos por las vellosidades intestinales, alcanzan las vías linfáticas y posteriormente el torrente sanguíneo para su incorporación al metabolismo. En el caso de los poligástricos se observó como una importante fracción de la proteína alimenticia, del 80 al 90% según Kolb se degradaba en el rumen con la liberación de aminoácidos. Una parte pequeña de ellos los absorben las papilas ruminales y la otra pasa a la sangre a través de las paredes del rumen y el resto es utilizado por los microorganismos del rumen para la síntesis de proteínas. La adición de nitrógeno no proteico (NNP) en la dieta de los rumiantes, permite que los poligástricos produzcan más proteína verdadera; las fuentes de NNP, se encuentran en la urea, las sales amoniacales y el biuret.
En el metabolismo de las proteínas se destacan por su importancia los procesos anabólicos, ya que en ellos se fundamenta la principal función de estas sustancias nutritivas como formadores y restauradores de tejidos. No dejan de ser importantes los procesos catabólicos, los que pueden ser regulados a través de un correcto balance de estas sustancias nutritivas en la ración. Se plantea que como mínimo el organismo necesita 30 g/día de proteína y 75 g/día para disponer de un margen de seguridad y los aminoácidos puedan estar disponibles.
COMPOSICIÓN QUÍMICA - INORGÁNICA - DE LOS ALIMENTOS Y COMO SE METABOLIZAN
Al determinar los componentes químico de los alimentos, se encuentran el agua y la materia seca (M.S) y en ella se han identificado los componentes orgánicos los ya explicados inmediatamente arriba y los inorgánicos, de los cuales se encargará esta lección.
Los minerales se clasifican en Macro elementos y Micro elementos. Esta clasificación se ha identificado tomando como base las cantidades requeridas por cada uno de las tipos aquí estudiados: suelo, planta y por último los animales. Se conoce la existencia en el organismo animal de un gran número de elementos minerales, pero solo se ha comprobado su participación en el metabolismo de unos cuantos de ellos a los que atendiendo a su alimentación y que participan en la nutrición, se les denomina elementos esenciales y a estos elementos son a los que se les ha clasificado en macro y micro elementos. El suministro de estos elementos deben guardar relación entre ellos en la medida y proporción adecuados para que cubran el requerimiento animal.
17.1 Los macro elementos son los siguientes:
Calcio. Las necesidades de calcio de todas las especies animales, son generalmente elevadas si se tiene que; en el organismo animal, el 99% se encuentra en los huesos y dientes, también se encuentra en los líquidos orgánicos y en la mayor parte de las células vivas. Actúa en estrecha relación con el fósforo y la vitamina D. Tiene como función principal la coagulación de la sangre, el funcionamiento de los músculos esqueléticos, del músculo cardiaco, regulación del sistema nervioso entre otras. El requerimiento de este elemento en los animales y en especial del bovino es elevado, debido a la contextura, trabajo y tamaño de este rumiante: La vaca por ejemplo requiere de altas cantidades de calcio en su etapa de gestación, lactancia y producción de leche, por cuanto este elemento debe encontrarse en buena cantidad en este producto.
El contenido de calcio en relación al fósforo dentro del requerimiento nutricional en casi todas las especies debe encontrarse en la ración en una proporción 1:1 o 2:1, pero en la gallina ponedora su exigencia es más alta debido a la formación de la cáscara de huevo. Las consecuencias de no cubrir los requerimientos de calcio en los animales son el raquitismo en animales jóvenes y la osteomalacia en adultos en especial en vacas de alto rendimiento lechero. Se encuentra disponible en; la leche, forrajes, legumbres, harina de hueso, harina de pescado, harina de carne, piedra caliza molida, fosfato de calcio.
Fósforo. El fósforo trabaja con el calcio. Desempeña diferentes funciones en el organismo. Participa con el calcio en la constitución de tejidos óseo, para así contribuir en el crecimiento de los animales. Se encuentra como parte de las fosfo - proteínas, ácidos nucléicos y fosfolípidos. Es activador de los procesos fermentativos, actúa en la reproducción de las células, juega un papel importante en la neutralidad del organismo y la presión osmótica: Influye en la absorción y secreción de los órganos, así como en los impulsos nerviosos.
El fósforo no es muy abundante en pastos y forrajes, en especial cuando han pasado su estado de madurez, por lo tanto a los animales que pastorean y su base alimenticia son los forrajes, se les debe suplir este mineral en el alimento complementario. Su deficiencia produce efectos carenciales son: el raquitismo, la osteomalacia en adultos, alteraciones en el consumo, debilidad muscular, liquidez en las articulaciones, disminución de la fertilidad en las hembras y producción de leche en vacas. Las fuentes en donde se encuentra este importante mineral son: Los productos de origen animal como derivados de la carne que contengan hueso, las harinas de pescado y hueso, la leche, los cereales y los forrajes frescos.
Magnesio. Se encuentra ligado al calcio y fósforo. El 70% de su contenido se encuentra en los huesos y el resto se halla en los tejidos y líquidos del organismo. Las funciones que se le atribuyen están relacionadas con la activación de los fosfatos y participación en el metabolismo de los carbohidratos.
La carencia de este elemento en la alimentación de bovinos jóvenes, muestra cuadro clínico de disminución de magnesio sanguíneo hasta la muerte pasando por un agotamiento de éste en los huesos y tetania hipomagnesemia especialmente en vacas lecheras y en otras especies con distintos métodos de explotación. Las fuentes de magnesio se encuentran en los concentrados proteicos vegetales, salvado de trigo, levadura seca y suplementos como el óxido de magnesio entre otros.
Azufre. Se encuentra en aminoácidos como la cistina, metionina y cisteína. La mayor parte del azufre que se encuentra en el organismo corresponde a estas formas y cuando se presentan problemas en este sentido, se considera una deficiencia de proteínas ya que con ella el animal se abastece de este elemento. Y como ya se ha insistido, las plantas - pastos y forrajes en especial las leguminosas contienen las proteínas. Sin embargo cuando a los bovinos se les suministra urea en la dieta, resulta beneficioso, ya que los microorganismos del rumen la utilizan para sintetizar los aminoácidos antes mencionados.
Potasio. Se localiza en el interior de las células. Este elemento cumple varias funciones entre ellas se encuentra la participación activa en la ósmosis de los líquidos del organismo en unión al sodio y al cloro, además en la excitabilidad de los músculos y nervios. Influye en el metabolismo de los carbohidratos. La mayor fuente de este elemento la tienen los pastos y los animales en pastoreo la obtienen por este medio satisfaciendo sus necesidades.
Sodio. Se encuentra en los tejidos blandos y líquidos orgánicos y siempre acompaña al cloro en la formación del cloruro de sodio (sal común). Su función principal es la regulación osmótica de los tejidos blandos, líquidos orgánicos y el equilibrio ácido-básico del organismo. Su principal fuente es la sal mineralizada o la sal común de cocina. Su deficiencia produce retraso en el crecimiento, reduce la optimización de energía y las proteínas del alimento consumido y por ende repercute en la producción.
Cloro. Se encuentra estrechamente relacionado con el sodio. Es importante para la secreción gástrica, participa en unión del sodio y el potasio en la ósmosis de los líquidos orgánicos y el equilibrio ácido-básico. La carencia de cloro en la dieta con lleva a una baja en el crecimiento del animal. La fuente de adquisición para los bovinos es la sal común o sal mineralizada.
17.2 Micro elementos minerales más requeridos son los siguientes: Hierro, cobre, cobalto, yodo, zinc, manganeso, molibdeno, selenio y el flúor. Dentro de los más relevantes se hará referencia al hierro, por cuanto los demás se relacionan con estudios más específicos por su contenido en muy pequeñas cantidades que deben ser adecuadamente suplementadas de acuerdo a los requerimientos ya determinados mundialmente por la Tabla nutricional de la NRC
Hierro. El hierro se encuentra combinado con las proteínas hasta en un 90%, la hemoglobina es una de las principales, conjuntamente con la siderofilina con la que se transporta de un lugar a otro en el organismo. En el hígado, riñón, bazo y médula ósea se almacena en forma de ferritina o de hemosiderina. También se localiza en enzimas, citocromos y flavo proteínas.
Interviene en la síntesis de hemoglobina. A través de sus combinaciones proteicas actúa en el transporte y transferencia de oxígeno a los tejidos. La carencia de este elemento en la dieta animal produce anemia. La principal fuente de obtención de este mineral son los vegetales como el pasto, los forrajes en especial las leguminosas que contienen más proteína, semillas de oleaginosas y los alimentos de origen animal excepto la leche.
Los minerales como: cobre, molibdeno, selenio, flúor, sílice, arsénico, cadmio, plomo y mercurio son tóxicos cuando sobrepasan una determinada concentración. Existen efectos contrarios entre algunos minerales generando bloqueos de elementos que se encuentran en menor proporción, como es el caso del calcio y el magnesio; el cobre y el molibdeno entre otros.
Los absorción de los minerales se lleva a cabo en el intestino delgado y su excreción o evacuación de desechos metabólicos se hace a través de la orina y las heces. La mayoría de los minerales se movilizan manteniendo un equilibrio entre el aporte dietario, su contenido sanguíneo y su acumulación en el respectivo órgano de reserva: huesos, riñones, pulmones y corazón.
17.3 Las Vitaminas. Son sustancias indispensables para el crecimiento, desarrollo y funcionamiento normal del organismo. Estas se dividen en dos grupos: Las vitaminas Liposolubles y las Hidrosolubles.
Vitaminas Liposolubles. Son las que se disuelven en medio graso. A este grupo pertenecen las vitaminas A, D, E y K. Sus funciones importantes en el organismo, se encuentran relacionadas con:
Vitamina A. Conserva las mucosas del tracto respiratorio, intestinal, uretra, riñones y ojos. Interviene en la formación de los huesos. Las fuentes donde se encuentra esta vitamina son: El hígado, la yema del huevo, la grasa de la leche, aceite de hígado de bacalao entre otros. En los vegetales se encuentra como provitamina que son los carotenos como el beta caroteno. Su carencia tiene consecuencias como: Pelaje áspero y descamación de la piel. En los ojos córnea blanda, húmeda, opaca y conjuntiva seca. Enfermedad llamada: Xeroftalmia. La deficiencia alta produce la esterilidad, los abortos,
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