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Revista de Investigaciones Veterinarias del Perú

versión impresa ISSN 1609-9117

Rev. investig. vet. Perú vol.30 no.1 Lima ene./mar. 2019

http://dx.doi.org/10.15381/rivep.v30i1.15765 

ARTÍCULOS PRIMARIOS

Estimación de excreción fecal en alpacas (Vicugna pacos) bajo condiciones estabuladas usando dióxido de titanio

Estimation of faecal excretion in alpacas (Vicugna pacos) in confinement conditions using titanium dioxide

 

Rosina Camargo H.1, Carlos Vílchez P.2, Juan Olazábal L.1, Felipe San Martín H.1

1 Laboratorio de Bioquímica, Nutrición y Alimentación Animal, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú

2 Departamento de Nutrición, Facultad de Zootecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú

3 E-mail: rosina.camargo@unmsm.edu.pe


RESUMEN

El objetivo del estudio fue estimar la producción de heces en alpacas con el uso del dióxido de titanio (TiO ). Se usó un diseño cuadrado latino 4x4, con cuatro animales, cuatro tratamientos y cuatro periodos. Cada periodo de 14 días de experimentación y siete de descanso. Los tratamientos fueron: T2.5(1), 2.5 g de TiO /animal/día; T1.25(2), 2.5 g de TiO /animal/día repartido en dos dosis (07:00, 16:00); T5(1), 5 g de TiO /animal/día; T2.5(2), 5 g de TiO /animal/día repartido en dos dosis (07:00, 16:00). Los porcentajes de la recuperación de TiO fueron de 90, 82, 78 y 52% para T2.5(1), T1.25(2), T5(1) y T2.5(2), respectivamente, siendo T2.5(2) diferente a los otros tratamientos (p=0.00013). Los parámetros del patrón de excreción del TiO fueron: intercepto de la curva de la excreción de TiO en el tiempo cero (a), máxima excreción del TiO en tiempo (b), la tasa constante de excreción de b (c), tiempo necesario de excreción de TiO para que haya excretado la mitad de la concentración inicial (T 1/2 ) y tiempo para alcanzar el equilibrio de excreción del marcador (T (a+b) . No hubo diferencia entre tratamientos para los valores de a, c, T medio y T, pero hubo diferencia significativa del valor de b entre la administración del marcador de 2.5 vs. 5 g (p<0.0001). Los promedios de producción de heces estimada con TiO vs. producción de heces observada directamente fue diferente en T1.25(2), T5(1) y T2.5(2) (p<0.05), pero no en T2.5(1). En conclusión, el tiempo en el que se alcanza el equilibrio de excreción del TiO es de aproximadamente ocho días y la dosis de 2.5 g de TiO una vez al día estima con mayor precisión la producción fecal en alpacas.

Palabras clave: dióxido de titanio; alpacas; producción de heces; marcador externo


ABSTRACT

The aim of this study was to estimate the production of faeces in alpacas with the use of titanium dioxide (TiO2). A square 4x4 Latin design was used, with four animals, four treatments and four periods. Each period last for 14 days of evaluation and seven days of rest. The treatments were: T2.5 (1), 2.5 g of TiO /animal/day; T1.25(2), 2.5 g of TiO /animal/day divided into two doses (07:00, 16:00); T5(1), 5 g of TiO /animal/day; T2.5(2), 5 g of TiO /animal/day divided into two doses (07:00, 16:00). The percentages of the recovery of TiO were 90, 82, 78 and 52% for T2.5(1), T1.25(2), T5(1) and T2.5(2), respectively, being T2.5(2) different from the other treatments (p=0.00013). The parameters of the TiO excretion pattern were: intercept of the curve of TiO excretion at time zero (a), maximum excretion of TiO at time (b), constant rate of excretion of b (c), time needed of excretion of TiO so that it has excreted half of the initial concentration (T 1/2 ), and time to reach the balance of excretion of the marker (T (a+b) ). There was no difference between treatments for the values of a, c, mean T and T, but there was a significant difference in the value of b between the administration of the marker of 2.5 vs 5 g (p<0.0001). The averages of faecal production estimated with TiO vs. faecal production observed directly was different in T1.25(2), T5(1) and T2.5(2) (p<0.05), but not in T2.5(1). In conclusion, the time in which the excretion equilibrium of TiO is reached is approximately eight days and the dose of 2.5 g of TiO alpacas. once a day more accurately estimates faecal production in

Key words: titanium dioxide; alpacas; faecal production; external marker


INTRODUCCIÓN

Los camélidos sudamericanos (CSA), en especial la alpaca (Vicugna pacos) tiene importancia económica y social para el poblador altoandino. En el Perú, la masa ganadera de alpacas es de 3 millones 800 mil, que representa el 87% de la población de alpacas del mundo (MINAGRI, 2017).

La medición del consumo en animales al pastoreo es de suma importancia, ya que con esta información se puede estimar la soportabilidad de la pradera y el estado nutricional de los animales que la pastorean, permitiendo un mejor manejo técnico de las praderas y de la crianza animal (Forbes y Kyriazakis, 1995; McDonald y Greenhalgh, 1999). Esta información en praderas altoandinas es escasa, más aún en CSA, que dependen exclusivamente de estas praderas para su alimentación y poseen menores consumos comparativos con otras especies (San Martín y Van Saun, 2014).

Se han desarrollado diversos métodos para determinar el consumo; sin embargo, la medición directa y el método estándar de oro para estimar el consumo de alimentos en animales al pastoreo no es aún posible (Hodgson, 2004). Se han evaluado numerosos métodos indirectos para su estimación, entre ellos, uno de los métodos que estima valores confiables de consumo es el de la relación de la producción fecal diaria sobre la indigestibilidad del alimento (H/Digestibilidad-1) (Haro, 2012 y Hellwing et al., 2015).

La relación de la producción fecal diaria sobre la indigestibilidad del alimento obliga la estimación de la producción de heces. Esta medición puede ser directa mediante la colocación de bolsas colectoras al cuerpo de los animales por medio de arneses; sin embargo, esta medición tiene inconvenientes que podría dar lugar a pérdida de heces e influenciar en el comportamiento normal del consumo de los animales (Mayes y Dove, 2000). Para evitar el uso de estas bolsas y sus inconvenientes, se aplican técnicas indirectas con el uso de materiales indigeribles, tanto orgánicos e inorgánicos, a los que se les denomina «marcadores». El uso de marcadores externos (elementos inertes) son seguros y poco laboriosos, cuya concentración es determinada en solo una muestra fecal (Greenhalgh, 1982).

El marcador inerte más usado para estimar el volumen total de excreción fecal en rumiantes al pastoreo ha sido el óxido crómico (Cr O ). Sin embargo, su colección varia grandemente entre animales y, además, posee propiedades cancerígenas cuando es inhalado por los que manipulan el material (Myers et al., 2004). Una alternativa al Cr O es el dióxido de titanio (TiO ), que presenta menos variabilidad entre animales para la estimación de producción fecal y no tiene efectos negativos para la salud ni el medio ambiente. Además, el 100% de TiO se excreta en las heces y es compatible con las mucosas y la piel (Titgemeyer, 1997).

Por las razones señaladas se planteó el presente estudio, con el fin de evaluar el uso del TiO2 en alpacas para la estimación de la producción fecal total. Para tal fin, los objetivos del estudio fueron determinar la dosis y frecuencia de administración, así como estimar el tiempo de recojo del TiO2 como marcador externo para estimar la excreción fecal en alpacas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Lugar de Ejecución y Animales

El estudio se realizó en el Laboratorio de Bioquímica, Nutrición yAlimentación Animal de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima. Se utilizaron cuatro alpacas Huacaya machos adultos, en aparente buen estado de salud. Los animales se colocaron en jaulas individuales, suministrándoles alimento y agua ad libitum. El alimento utilizado simuló las características químiconutricionales de las pasturas naturales y estuvo compuesto de afrecho de trigo, harinilla de cebada, alfalfa molida y un suplemento mineral, con un contenido nutricional de 13% de proteína cruda, 25% de fibra cruda y 4.13 Mcal/kg de energía bruta.

Diseño Experimental

El estudio se llevó a cabo con un diseño cuadrado latino de 4x4, con cuatro animales, cuatro tratamientos y cuatro periodos, con una duración de 14 días por periodo y siete días de descanso entre periodos. Los animales pasaron por un periodo de siete días de adaptación a la permanencia en las jaulas individuales, al manejo de la dosificación de cápsulas de gelatina vacías con el uso de lanza bolos y a la colocación y permanencia de bolsas colectoras de heces por arneses. La toma de muestras de heces (200 g) para la determinación de TiO se hizo a las 48, 96, 144, 192, 240, 288 y 336 horas del inicio de la administración del marcador. Las muestras fueron colectadas a las 07:00. Así mismo, se hizo la medición directa de la producción total de heces en las bolsas colectoras.

Tratamientos

Se trabajó con cuatro tratamientos: T2.5(1) y T5(1) recibió 2.5 y 5.0 g de TiO / animal/día a las 07:00, respectivamente, mientras que T1.25(2) y T2.5(2) recibió 2.5 y 5.0 g de TiO /animal/día distribuido en dos dosis (07:00 y 16:00) para lograr una concentración homogénea del marcador en el tracto digestivo. Se utilizó una fuente comercial de TiO2 (Merck®). La dosificación se realizó durante los durante los 14 días del periodo experimental.

Análisis de Laboratorio

La curva de calibración se realizó con heces de alpacas antes de la administración del marcador. Se tomaron seis muestras de 0.5 g, las cuales luego de ser secadas y molidas, se les agregó 0, 0.002, 0.004, 0.006, 0.008 y 0.01 g de TiO , luego se analizaron mediante el método de cenizas secas, según el protocolo establecido por Ohmori et al. (2013). Las muestras de heces fueron analizadas por triplicado. El análisis obtuvo un coeficiente de correlación de 0.9929 y el modelo de la ecuación lineal fue Y=162.8X+0.001. En forma similar, la concentración de TiO en las muestras de heces del estudio se analizaron con el mismo método.

La tasa de excreción del marcador se estimó con el modelo matemático de regresión no lineal propuesta para estudios de degradabilidad por Ørskov y McDonald (1979): p = a+b(1-e-ct), donde p: excreción estimada del TiO2en el día t, a: intercepto de la curva de la excreción de TiO2 en el tiempo cero, b: máxima excreción del TiO o constante K. Así mismo, T(a+b) es el tiempo en el cual se alcanza el equilibrio constante de excreción del TiO2 .

El tiempo de vida media (T1/2) es el tiempo que trascurre para que haya excretado la mitad de la concentración inicial de TiO . Se estima con la expresión Ln(2)/K. La estimación de producción de heces se determinó mediante la ecuación propuesta por Prigge et al. (1981): Excreción de heces en materia seca (g/día) = (marcador suministrado, g/día) / (concentración del marcador en las heces, g/kg de materia seca).

Análisis Estadístico

Los parámetros de excreción del marcador se analizaron mediante el análisis de varianza y se empleó la prueba de Duncan para determinar diferencias entre promedios; con un nivel de significancia de 5%. Se utilizó el programa estadístico SAS v. 9.4.

La estimación de la producción de heces con el TiO2 y producción directa de heces con bolsas colectoras se analizó con la prueba de t de Student con un nivel de significancia de 5% y regresión lineal.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Recuperación del TiO2

El porcentaje de la recuperación del TiO se presenta en el Cuadro 1. La mayor recuperación del marcador se logró en los tratamientos T2.5(1), T1.25(2) y T5(1), no habiendo diferencia significativa entre estos

En estudios con bovinos y ovinos al pastoreo se reportaron recuperaciones de TiO de prácticamente el 100% (Hafez et al., 1988; Titgemeyer et al., 2001; Glindemann et al., 2009), mientras que estudios con aves se reporta una recuperación de 97.5% (Peddie et al., 1982) y en ratas de 98% (Njaa, 1961). En animales con dietas a base de forrajes se observaron las mayores diferencias de recuperación de TiO con un rango de variación de 79 a 125% (Titgemeyer et al., 2001).

Estudios con aves rapaces se obtuvieron recuperaciones bajas de TiO de 78-52% (Barton y Houston, 1991), cuyos valores son cercanos a lo reportado en el presente estudio. Las posibles causas de los bajos porcentajes de recuperación del marcador serían recuperaciones incompletas en las heces, que el marcador este saliendo como producto de desecho por la orina, que el marcador tome más tiempo de lo esperado para quedar en equilibrio en esta especie, o que el marcador pasa a través del tracto gastrointestinal en pulsos concentrados y se haya tomado las muestras en el momento en que los marcadores estuvieron en bajas concentraciones. Así mismo, es posible que el marcador tenga una mayor retención en el tracto digestivo (San Martín y Van Saun, 2014), aunque no necesariamente sea absorbido, o por pérdidas de muestra durante la manipulación como en el molido, la incineración y la disolución (Barton y Houston, 1991).

El criterio para ser considerado marcador nutricional ideal de un marcador es que la recuperación debe ser cerca al 100% (Owens y Hanson, 1992). En el presente estudio, el TiO en alpacas no estaría cumpliendo este criterio, ya que la mayor recuperación fue del 90% en promedio parra T2.5(1). Sin embargo, si la recuperación fecal del marcador es diferente de 100% podría ser usado como tal si es que la diferencia es constante.

Patrón de Excreción de TiO2

Los promedios de los parámetros del patrón de excreción del TiO2 en alpacas se presentan en el Cuadro 2. Se observa que la excreción inicial del TiO2 en el tiempo cero (a), la tasa constante de excreción de b (c), el tiempo necesario de excreción de TiO para que haya excretado la mitad de la concentración inicial (T1/2 ) y el tiempo en el que se alcanza el equilibrio de excreción del marcador (T(a+b)) no fueron estadísticamente diferentes entre tratamientos. La máxima excreción de TiO (b) fue significativamente menor en los tratamientos que recibieron menor dosis [T2.5(1), T1.25(2)] en comparación con aquellos que recibieron mayor dosis [T5(1), T2.5(2)] (p<0.05).

El tiempo medio fue aproximadamente a las 10.08 h, tiempo en el que se excretó la >mitad de la concentración del TiO2 y el tiempo en que el marcador se alcanza el equilibrio constante de excreción fue a las 201 h (8 días en promedio) después del inicio de la administración del TiO . Este resultado difiere del trabajo de Glindemann (2007) con ovejas, quien observa que el tiempo para lograr el equilibrio de excreción del TiO fue de cinco días. Sin embargo, el mayor tiempo obtenido en el presente estudio podría deberse a la lenta tasa de retención del alimento en el tracto digestivo de los CSA, una de las particularidades de esta especie (San Martín y Van Saun, 2014).

Le Du y Penning (1982) atribuyen el tiempo en que se alcanza la excreción constante del marcador en las heces a la calidad de las pasturas, donde alimentos más fibrosos registran tiempos más largos de excreción a diferencia de pastos de buena calidad o concentrados. Además, cuanto mayor es el nivel de ingesta del alimento, la excreción del marcador sería ligeramente más rápida y, como se sabe, los camélidos presentan menor consumo de alimento que los ovinos (San Martín y Bryant, 1987). Por lo tanto, esto podría explicar el tiempo en el que se alcanza la excreción constante del TiO estudio.

Los parámetros del patrón de excreción de TiO no estuvieron influenciados por la mayor frecuencia de administración del marcador. Sin embargo, algunos autores describen que existe un típico patrón diurno de excreción del TiO2(Hafez et al., 1998; Glindemann, 2007). Prigge et al. (1981) observaron variación diurna del patrón de excreción cuando las vacas fueron dosificadas dos veces al día. Así mismo, Myers et al. (2006) indican que no encontraron variaciones diurnas notables en el patrón de excreción fecal para el TiO , posiblemente por haber dosificado dos veces por día.

Producción de Heces con TiO2

Se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos T1.25(2), T5(1) y T2.5(2) entre la producción estimada vs. la producción observada en las bolsas colectoras (p<0.05; Cuadro 3). La producción de heces fue similar únicamente en el tratamiento T2.5(1). Titgemeyer et al. (2001), por otro lado, solo encuentra valores numéricamente mayores de la producción de heces estimada con el uso de TiO versus la colección de heces total, pero sin observarse diferencia significativa.

En el presente estudio, el porcentaje de sobreestimación fue de 13, 32, 20 y 97% para T2.5(1), T1.25(2), T5(1) y T2.5(2), respectivamente, a diferencia de lo reportado por De Souza et al. (2015) quiénes obtuvieron 4% de sobreestimación, llegando a la conclusión que el TiO2 en vacas lecheras estima valores de producción de excreción fecal con gran precisión. Por el contrario, Glindemann (2007) encontró subestimaciones de la producción de heces en ovejas, atribuyendo sus resultados a una recuperación por encima del 100% del TiO . El momento en que se toma la muestra es uno de los principales problemas para estimar con mejor precisión la producción fecal, debido la variación diurna de la excreción fecal del marcador (Dove y Mayes, 1991).

Las ecuaciones de regresión lineal entre la producción de heces estimada con TiO y producción observada directa de heces en alpacas se presentan el Cuadro 4. Se observa que los tratamientos T1.25(2) y T2.5(2) presentaron los mayores coeficientes de correlación; resultados que coinciden con el trabajo de Glindemann (2007) en ovejas que recibieron TiO2 dos veces al día. En la ecuación de la regresión lineal del T2.5(2) se observa que el valor de b (5.1584) es el más cercano a cero a diferencia de los otros tratamientos, por lo tanto, es el modelo que presenta mejor ajuste entre las variables.

No se reportan estudios previos que consideren aspectos relacionados con el uso de algún marcador nutricional en CSA, así como lo referente a sus similitudes o diferencias con rumiantes como el ovino o el vacuno; por lo tanto, este podría ser uno de los primeros ensayos utilizando el TiO2 como marcador para estimar producción de heces en alpacas.

Las características anatomo-fisiológicas particulares de la alpaca, tales como su tasa de retención lenta del alimento en el tracto digestivo, su alta digestibilidad de alimentos de baja calidad, su alta capacidad de reciclaje de nitrógeno, su menor requerimiento nutricional que le permiten sobrevivir en un estado de homeostasis en ambientes de escasez de alimento, su menor consumo de alimento, su comportamiento altamente selectivo y su capacidad de adaptación a las praderas alto-andinas, caracterizadas por su baja disponibilidad de forraje y cuyos nutrientes están altamente diluidos por carbohidratos estructurales de difícil digestión (Van Saun, 2003; San Martín y Van Saun, 2014) podrían estar influyendo en la variabilidad de los resultados obtenidos en el presente estudio.

El tiempo medio de 10.08 h de excreción del TiO2 concuerda con otros reportes en ovejas (Myers et al., 2006; Glindemann, 2007). Sin embargo, el tiempo en que se alcanza el equilibrio de excreción del marcador fue cercano a 8 días, mayor a los 5 días reportado por Glindemann (2007), posiblemente debido a la tasa de retención lenta del alimento en el tracto digestivo de los CSA (San Martín y Van Saun, 2014).

CONCLUSIONES

  • La recuperación del TiO2 en heces de alpacas administradas con 2.5 g/día, 1.25g dos veces al día, 5 g/día y 2.5 g dos veces al día fueron de 90, 82, 78 y 52%.

  • La excreción potencial del TiO en tiempo t (valor de b), es influenciado directamente por las cantidades administradas del marcador.

  • El tiempo medio (T 1/2 ) de la excreción de TiO2 se alcanza a las 10.08 h de la administración del marcador.

  • El tiempo que alcanza el equilibrio de excreción del TiO2 es aproximadamente a los 8 días.

  • La cantidad de 2.5 g de TiO /animal, administradas una vez al día, estima valores similares de producción de heces a la medida con las bolsas colectoras.

  • El uso de TiO como marcador externo para estimar producción de heces es factible en alpacas.

 

Literatura citada

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Recibido: 11 de mayo de 2018

Aceptado para publicación: 22 de diciembre de 2018

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