27 Jun 2022

Alteración en la microbiota del rumen a través de la fibra en los primeros años de vida

Estudian los efectos de la administración oral de fibra durante el período predestete en el desarrollo de la microbiota ruminal, desde el predestete hasta el primer período de lactancia


  • Este estudio evalúa los efectos de la administración oral de fibra durante el período predestete en el desarrollo de la microbiota ruminal desde el predestete hasta el primer período de lactancia.
  • La colonización bacteriana en el rumen de los rumiantes predestetados es vital para su crecimiento y productividad post-destete.

La suplementación de forraje a los terneros durante el periodo predestete muestra efectos beneficiosos, como la mejora de la ingesta de alimento, el rendimiento del crecimiento, la rumia y el ambiente ruminal.

Confirmaron el efecto beneficioso de la administración de fibra por vía oral en los terneros desde los 3 días de edad hasta la edad del destete; los terneros que recibieron la administración de fibra por vía oral muestran una mejora del peso corporal y de la microbiota del intestino posterior en las primeras 3 semanas después del nacimiento.

El estudio reveló que la administración oral de fibra a los terneros durante la primera etapa de su vida alteró la microbiota ruminal, y su efecto podría ser duradero hasta el primer parto.

La dieta desempeña un papel importante en la colonización microbiana ruminal de los rumiantes. Las dietas previas al destete determinan principalmente la naturaleza de la microbiota ruminal en los terneros. Es por esto que en el estudio, la administración oral de una dieta fibrosa a partir de los 3 días de edad dio lugar a una mayor ingesta de dieta fibrosa en los terneros hasta los 28 días de edad, sin afectar a la ingesta de alimento iniciador.

Por lo tanto, la suplementación de los terneros con una dieta fibrosa poco después del nacimiento conduce al desarrollo de una comunidad bacteriana distinta en el rumen de los terneros predestetados.

Los terneros predestetados del grupo de tratamiento compartieron un mayor número de ASV bacterianas con los destetados a lo largo del periodo de predestete en el estudio, lo que sugiere que la administración de fibra por vía oral facilita una colonización más temprana de las bacterias del rumen.

Para el estudio se asignaron 20 terneras a los grupos de control y de tratamiento (n = 10 cada uno). Los animales de ambos grupos se criaron con un programa de alimentación estándar durante todo el experimento, excepto la administración de fibra por vía oral (50-100 g/día/animal) desde los 3 días de edad hasta el destete para el grupo de tratamiento.

Se recogió el contenido del rumen durante el periodo predestete, el periodo de crecimiento y después del parto. La secuenciación de amplicones del gen 16S rRNA reveló que la administración de fibra por vía oral facilitó el establecimiento temprano de una microbiota ruminal madura, incluyendo una abundancia relativamente mayor de Prevotella, Shuttleworthia, Mitsuokella y Selenomonas.

La diferencia en la composición microbiana del rumen entre los grupos dietéticos se observó incluso 21 días después del parto, con una producción media de leche significativamente mayor en los primeros 30 días de lactancia. Por lo tanto, la administración de fibra por vía oral a los terneros durante el período previo al destete alteró la microbiota ruminal, y su efecto podría ser duradero hasta el primer parto.

Efecto de la administración oral de fibra en la fermentación ruminal y la estructura de la microbiota.

Se detectó una proporción relativamente mayor de butirato (P = 0,05) y una menor concentración de nitrógeno amoniacal (NH3-N) (P < 0,05) en el rumen del grupo de tratamiento durante el periodo predestete, mientras que no se detectaron diferencias significativas en los parámetros de fermentación ruminal de los animales adultos a lo largo de los periodos pre y postparto.

La secuenciación del amplicón generó un total de 3.701.563 lecturas no quiméricas, con 20.957 ± 346 lecturas/muestra (media ± error estándar) para el grupo de control y 21.110 ± 422 lecturas/muestra (media ± error estándar) para el grupo de tratamiento. Tras el procesamiento de los datos para la asignación de cada lectura a los taxones bacterianos a nivel de género, se detectaron 11.216 variantes de secuencia de amplicón (ASV) únicas.

El análisis de coordenadas principales (PCoA) de la comunidad bacteriana del rumen en los terneros, mostró que las disimilitudes de Bray-Curtis en la comunidad bacteriana del rumen se vieron afectadas por el grupo de dieta (P < 0,001), la edad de los terneros (P < 0,001) y la interacción dieta × edad (P < 0,01). Entre los índices de diversidad alfa de la microbiota ruminal en los terneros se detectó un mayor índice de Shannon (P < 0,05) en el grupo de tratamiento a los 7 días de edad (Tabla Suplementaria S2). El Chao1 y el estimador de cobertura basado en la abundancia (ACE) se vieron afectados (P < 0,05) por el grupo dietético en los animales adultos a lo largo de los periodos pre y postparto.

Entre los taxones bacterianos detectados a través de la secuenciación del amplicón del gen del ARN ribosómico 16S (ARNr) en el rumen de los terneros de 7 a 56 días de edad, se seleccionaron los géneros bacterianos que mostraban diferencias significativas en su abundancia relativa por el tratamiento durante al menos un punto de muestreo de 7 a 56 días de edad.

Encontraron diferencias notables en la estructura de la microbiota del rumen entre los grupos de control y de tratamiento durante los primeros 21 días después del nacimiento. A los 7 días de edad, 11 taxones mostraron una mayor abundancia en el grupo de tratamiento, mientras que 5 taxones mostraron una menor abundancia que en el grupo de control.

En particular, la abundancia de Prevotella 7 (17,44% vs. 2,64%, P < 0,05), Shuttleworthia (6,41% vs. 0,09%, P < 0,01), Mitsuokella (2,67% vs. 0,02%, P < 0,01), y Selenomonas (1,60% vs. 0,01%, P < 0,01). 0,01%, P < 0,01) fue mayor en el grupo de tratamiento, mientras que la abundancia de Porphyromonas (0,36% vs. 6,41%, P < 0,05) fue menor en el grupo de tratamiento que en el grupo de control.

Aunque no observaron diferencias significativas, la abundancia de Bacteroides fue menor en el grupo de tratamiento que en el grupo de control a los 7 días de edad. A los 21 días de edad, 9 taxones mostraron una mayor abundancia en el grupo de tratamiento, mientras que 6 taxones mostraron una menor abundancia que en el grupo de control.

Entre ellos, el grupo de tratamiento mostró una mayor abundancia de Prevotella 7 (21,74% frente a 2,19%, P < 0,01), Ruminococcaceae UCG-014 (5,62% frente a 1,38%, P < 0,01) y Shuttleworthia (1,40% frente a 0,22%, P < 0. 05) que en el grupo de control, mientras que Ruminococcaceae UCG-005 (0,02% frente a 1,22%, P < 0,01), Lachnospiraceae grupo FCS020 (0,01% frente a 1,82%, P < 0,01), y Bacteroides (0,03% frente a 0,50%, P < 0,01) tuvieron una abundancia relativamente menor. No se observaron diferencias notables en la abundancia de los taxones bacterianos seleccionados en los animales de 35-56 días.

Los géneros bacterianos que mostraron diferencias significativas durante al menos un punto de edad de 7 a 56 días de edad se representan en el gráfico. C grupo de control, T grupo de tratamiento.

 

Fuente:

Kodithuwakku, H., Maruyama, D., Owada, H. et al. Alterations in rumen microbiota via oral fiber administration during early life in dairy cows. Sci Rep 12,10798 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-15155-0

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