Actividad ruminal de la enzima gamma glutamil transferasa y nitrógeno ureico en sangre bajo tres niveles de suplementación de magnesio en vacas Holstein durante el último tercio de gestación

Abstract

Teniendo en cuenta reportes previos de la acción de iones divalentes, el objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de la suplementación de Mg en forma de sal pura en la dieta de rumiantes sobre la actividad ruminal de una aminotransferasa de interés nutricional y que está relacionada con el metabolismo de nitrógeno, específicamente en la fijación de nitrógeno no proteico. Para ello se llevaron a cabo cuatro experimentos, los tres primeros se llevaron a cabo en la granja experimental Paysandú de la Universidad Nacional de Colombia (sede Medellín) y el ultimo experimento en una hacienda privada que contaba con un hato lechero de ganado Holstein. En el primer experimento se evaluó la desaparición de la materia seca (DMS) por medio de la técnica in situ de cuatro fuentes inorgánicas de Mg en forma de sal pura, las cuales fueron; MgO, MgCO3, MgSO4, MgCl2 evaluando dos tamaños de poro de la bolsa de nailon (25 y 50μm) y tres tiempos de incubación (0, 12 y 24h), en un diseño en bloques completos al azar con un arreglo factorial 2x3x4 (Tamaño x tiempo x fuente Mg). En el segundo experimento se determinó el efecto de tratamientos secuenciales de descongelación, centrifugación, y adición de sales de magnesio sobre la actividad de la gamma glutamil transferasa (GGT) en liquido ruminal (LR) de bovinos, comparándolo con liquido ruminal fresco (LRF) extraído de los mismos animales experimentales. Se evaluó el efecto de los tres tratamientos (Térmico, Físico y químico) en un diseño de bloques completos al azar (BCA) con un arreglo factorial 2x2x3 (donde los factores fueron el tratamiento térmico con dos niveles, el físico con 2 niveles y el químico con tres niveles) y donde cada animal constituyo un bloque. De igual forma, se compararon las actividades de LR descongelado a temperatura ambiente (LRDC) y LR descongelado en baño de maría (LRCal) con la del LRF por medio de un BCA con arreglo factorial 3x3, donde los factores analizados fueron el tratamiento térmico de descongelación (a temperatura ambiente [LRDC], con baño de maría [LRCal] y LRF) y el químico (MgSO4 ó MgCl2 ó sin adición). El tercer experimento determinó el efecto del Mg sobre la actividad in rumen de la enzima GGT y asi complementar los resultados de los dos primeros estudios. Para lo cual se colectó LRF de los mismos animales experimentales y se realizaron infusiones intraruminales con 53g de cloruro de magnesio (MgCl2). Al cabo de una hora se colectaron muestras LR (LRD). Sobre LRA y LRD se determinó la actividad de la GGT por medio de un kit colorimétrico. Las diferencias estadísticas entre los dos grupos (antes y después de la infusión) fueron determinadas por medio de una prueba de T. El ultimo experimento se llevó a cabo en la hacienda San Sebastián, ubicada en el municipio de Aratoca Santander (1803 msnm) y analizó el efecto de la suplementación durante 3 semanas de MgCl2 en tres dosis (0, 150 y 300 g/d) sobre la actividad ruminal in vivo de GGT y el nivel de nitrógeno ureico en sangre (NUS). Se asignaron 12 vacas Holstein (635±10 Kg PV y 5 años de edad en último tercio de gestación) aleatoriamente a uno de tres tratamientos experimentales. Las variables (GGT y NUS) fueron evaluadas por medio de un diseño completamente al azar con arreglo de medidas repetidas en el tiempo. En el primer estudio, se observó una mayor DMS del MgCl2 y el MgSO4 con respecto a las demás fuentes minerales sin encontrar diferencias en la DMS entre los dos tamaño de poro, de igual forma se asociaron los resultados obtenidos a factores como el alto pH ruminal, la baja solubilidad en medio acuoso y las propiedades químicas de las fuentes inorgánicas. El segundo experimento reveló que la centrifugación disminuye significativamente la actividad enzimática de la GGT en LR y al agregar MgCl2 (pero no MgSO4) al LRF se observó una actividad enzimática superior a la del LRDC y LRCal. El tercer estudio comprobó el efecto positivo de la adición de MgCl2 por medio de la infusión intraruminal sobre la actividad de la GGT, sin embargo el aumento observado al adicionar el Mg fue inferior al reportado en el segundo estudio con LRF. En el último estudio se observó una interacción significativa entre la suplementación de Mg en la dieta y el tiempo evaluado sobre la actividad de la GGT en LR y el nivel de NUS, observándose un aumento significativo en la enzima en rumen que coincidió con una disminución notable del nivel de NUS en las vacas que recibieron 150 g/d de MgCl2. Sin embargo se observó un efecto cuadrático tanto en la actividad de la GGT como en el nivel de NUS al aumentar la dosis suplementada, posiblemente relacionado con una saturación de Mg en la fase liquida del rumen. No se observaron efectos negativos (diarrea o disminución del consumo normal) con ninguno de los niveles de Mg suplementados aparte de la astringencia propia del MgCl2.

Abstract. Based on previous reports of divalent ion´s effect, the objective of this study was to determine the effect of Mg Supply in the form of pure salts, on the ruminal gamma glutamyl transferase (GGT) activity, an aminotransferase related with the nitrogen metabolism, specifically in the Non-protein nitrogen fixation. For this purpose, four experiments were carried out, the first three of them, were performed in the experimental farm “Paysandu” of the National University (Medellin) and the last one, was made in the private Ranch “San Sebastián” located in Aratoca Santader. In the first study, the dry matter disappearance (DMD) was evaluated using the in situ technique, incubating four Mg pure salts (MgO, MgCO3, MgSO4, MgCl2) in nylon bags of two pore sizes (25 y 50μm) for three times (0, 12 and 24h) in a randomized complete block (RCB) design with an factorial (2x3x4) arrangement. In the second experiment was determined the effect of sequential treatments of thawing (RLT RLH), centrifugation (RLTC, RLHC) and Mg salts addition (MgSO4, MgCl2 or non-addition) on the GGT activity in ruminal liquor (RL) compare them with the activity observed in fresh ruminal liquor (RFL) within a RCB with an factorial (2x2x3) arrangement, where the analyzed factors were Thermal (two levels), physical (two levels) and chemical (three levels) and every cow was the block. Similarly, was compared the GGT activities of RLT, RLH and FRL (without centrifugation or freezing) using a RCB with an factorial (3x3) arrangement, where the thermal (Thawing or heated or fresh) and the chemical treatment (MgSO4 or MgCl2 or non-addition). The third experiment determines the Mg effect on the In rumen GGT activity, complementing in this form, the previous experiments. For this purpose, RLF was collected from the same experimental animals (RLB) and then 53 g of MgCl2 was infused in the rumen (via cannula). One hour after this infusion RL was taken (LRA) and in both samples were determined the GGT activity. Its differences were analyzed used a T Test. The last experiment was carried out in the “San Sebastian” Ranch located in Aratoca Santander (1803 masl) and analyzed the effect of supplement MgCl2 for three weeks in three doses (0, 150 y 300 g/d) on the in vivo GGT ruminal activity and the blood urea nitrogen (BUN). 12 Holstein cows were randomized assigned to one of the three levels. A completely randomized design with repeated measures on time. was used to analyze these effects. In the first study, greater DMD was observed in MgCl2 y el MgSO4 compared to other treatments and in DMD was not detected any difference between the two pore sizes evaluated. Additionally, the obtained results with MgO and MgCO3 were associated with some other factors such as high ruminal pH, low solubility in aqueous media and the chemical properties of the inorganics sources used. The second experiment reveals that centrifugation significantly decreases GGT activity in LR and by adding MgCl2 (but not MgSO4) to the FRL it was observed a highest GGT activity than in RLT and RLH. The third study did verify the positive effect of the ruminal infusion of MgCl2 on the GGT activity; however the observed increase with this technique was inferior of that reported in the second experiment with the FRL. In the last experiment a significant interaction was observed between the Mg supplementation in the diet and the evaluated time on the ruminal GGT activity and the BUN level. We observed a significant increase in the enzyme in rumen which coincided with a significant decrease in the level of NUS cows received 150 g / d of MgCl2. However quadratic effect was observed both in GGT activity and the level of BUN by increasing the supplemented dose, possibly related with a saturation of Mg in the liquid phase of the rumen. No adverse effects were observed (diarrhea or decrease of normal intake) with any level of Mg supplemented besides the astringency characteristic of MgCl2.