Andrés Haro & Fernando Diaz
Los estudios de metabolómica están permitiendo la búsqueda de nuevos biomarcadores de diagnóstico y predicción del rendimiento productivo en vacas lecheras. Una de las características más interesantes de la metabolómica es la capacidad de analizar muestras de manera integral y cuantitativa, lo que la convierte en una técnica útil para estudios con ganado lechero. Además, permite abordar los problemas correlacionados entre el microbioma y los metabolitos en el rumen sobre los rendimientos productivos.
En un reciente estudio realizado en la Universidad de Agricultura de Beijing en China, los investigadores Zhang et al. (2020) investigaron la correlación entre los metabolitos del fluido ruminal en vacas lecheras con niveles de producción láctea sobre los biomarcadores potenciales en la producción de leche. Como unidades experimentales en este estudio se utilizaron dieciséis vacas lecheras Holstein lactantes, asignadas a dos grupos de alto (AR) y bajo (BR) rendimiento productivo (32 kg/d y 19 kg/d, respectivamente). Según los análisis realizados para los parámetros ruminales y la producción de las vacas, los investigadores observaron los siguientes resultados:
El pH ruminal fue similar entre los dos grupos experimentales. La proporción de ácidos grasos volátiles, sin embargo, fue mayor en el grupo de AR. Como era de esperar, la ingesta de materia seca (MS) fue mayor en el grupo AR que en el grupo BR. Sin embargo, el contenido de grasa y proteína de la leche se incrementó en el grupo BR en comparación con el grupo AR. El contenido de lactosa y el recuento de células somáticas fue similar entre los dos grupos.
Se detectaron 366 metabolitos en los dos grupos de vacas lecheras, principalmente fueron glicerofosfoetanolaminas, ácidos grasos, aminoácidos, péptidos, carbohidratos y pirimidinas. Los dos grupos AR y BR se caracterizaron para visualizar las alteraciones metabólicas, combinando los datos mediante un análisis de componentes principales y análisis ortogonales.
Los modelos ortogonales indicaron 54 metabolitos diferentes encontrados en las muestras de fluido ruminal de ambos grupos. De los cuales, 24 metabolitos ruminales del grupo BR aumentaron en comparación con los 30 metabolitos que disminuyeron en el mismo grupo. Además, se reportaron alteraciones en el contenido de ácidos carboxílicos y sus derivados, como el aumento de pirrol y fluvastatina en ambos grupos.
Los diferentes rendimientos productivos en vacas lactantes muestran cambiantes respuestas de metabolitos en el análisis de agrupamiento jerárquico, lo que proporciona un aumento de los metabolitos en el grupo BR como el ácido 3-hidroxiantranílico, L-lisina, timina y uracilo en comparación con el grupo AR como los glicerofosfolípidos, los lípidos prenol y los compuestos de organooxígeno.
En el presente estudio se observó la alteración de las vías metabólicas sobre la producción de leche, determinado por un análisis de topología, se reporta que el enriquecimiento alteró las tres vías metabólicas (digestión y absorción de proteínas, transportadores dependientes de ATP y la biosíntesis de ácidos grasos insaturados) entre ambos grupos de alto y bajo rendimiento. El microbioma ruminal y las bacterias ruminales específicas (Firmicutes, Actinobacteria y Synergistetes phyla) estaban altamente correlacionadas con los metabolitos en el rumen.
Conclusión
En resumen, este trabajo demostró una clara diferencia en los metabolitos ruminales en las vacas lecheras de alto y bajo rendimiento. Por lo que la asociación de los metabolitos con el microbiota ruminal afecta la función de las vías metabólicas, las cuales podrían alterar la fermentación ruminal y como resultado, los componentes de la leche.
Referencia
Zhang, H., Tong, J., Zhang, Y., Xiong, B., Jiang, L. 2020. Metabolomics reveals potential biomarkers in the rumen fluid of dairy cows with different levels of milk production. Asian-Australas. J. Anim. Sci. 33: 79.
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