Arranca proyecto sobre flora intestinal en estómago de vaca
Investigadores de la Universidad de Hohenheim trabajan con estómagos de vaca artificiales y de alta tecnología. Los hallazgos permiten una alimentación más específica para animales más sanos. En promedio, una vaca consume 18 kilogramos de alimento por día. Pero para poder absorber los nutrientes de esta cantidad de alimento, el animal necesita la ayuda de millones de bacterias diferentes, altamente especializadas, que colonizan el estómago y el tracto digestivo. Una cooperación de investigación entre científicos de nutrición animal y microbiología de la Universidad de Hohenheim en Stuttgart está investigando cómo las bacterias logran extraer nutrientes valiosos de la materia vegetal resistente. El estudio se centra en la bacteria Prevotella spp., que representa hasta el 40 por ciento de las bacterias en el rumen. La Fundación Alemana de Investigación DFG financia todo el proyecto con un total de 450.000 euros. Esto lo convierte en uno de los pesos pesados de la investigación en la Universidad de Hohenheim.
Los rumiantes, como el ganado, tienen que obtener almidón, proteínas, vitaminas y minerales de alimentos de origen vegetal. Para que puedan hacer esto, bacterias altamente especializadas trabajan a toda velocidad en el rumen, el estómago más grande de la vaca. "El rendimiento especial de la vaca es obtener proteínas de alimentos exclusivamente de origen vegetal", explica el microbiólogo y experto en nutrición animal Jun.-Prof. dr. Jana Seifert.
Al hacerlo, Jun.-Prof. dr. Seifert y su colega, el Prof. Dr. Julia Fritz-Steuber, la bacteria Prevotella juega un papel importante. "Dado que Prevotella constituye una gran proporción de las bacterias en el rumen, asumimos que también juega un papel importante en la conversión de alimentos. Sin embargo, hasta ahora no sabemos exactamente cómo Prevotella obtiene su energía de los alimentos", resume el Prof. Dr. Fritz-Steuber resume el objetivo del proyecto.
En el proyecto interprofesional, los dos microbiólogos están investigando conjuntamente qué sustancias descompone la bacteria y qué sustancias proteicas forma a partir de ellas. "Para hacer esto, le ofrecemos a la bacteria varias sustancias y vemos cuáles absorbe", dice el Prof. Dr. Fritz Steuber.
Comer prueba para la bacteria
El enfoque suena increíblemente simple, pero requiere una ingeniería microbiológica complicada. Por lo tanto, los dos científicos han dividido el trabajo. Prof. Dr. Fritz-Steuber, experto en microbiología a nivel celular, cultiva bacterias Prevotella en el laboratorio y luego les ofrece los diversos nutrientes que se encuentran en el alimento para vacas. Una vez que la bacteria ha sido aislada de su entorno habitual, el científico puede comprender exactamente qué sustancias utiliza Prevotella. “Sabemos por los estudios del genoma de Prevotella que la bacteria puede utilizar una variedad de nutrientes. Sin embargo, hasta ahora no hemos podido entender cuáles lo usan en última instancia y cuáles no".
Desde el bloque de construcción individual hasta toda la cadena de reciclaje
Los hallazgos del Prof. Dr. Los experimentos de Fritz-Steuber desarrollados por Jun.-Prof. dr. Sigue enjabonando. Sin embargo, deja la bacteria Prevotella en el jugo del rumen. "Finalmente, también queremos considerar la influencia de los otros componentes del jugo del rumen en la actividad de Prevotella".
En un paso más, Jun.-Prof. dr. Va más allá de la realidad en el estómago de la vaca: repite la prueba de comer en un modelo mecánico del rumen. El modelo simula los movimientos del rumen, lo que asegura que su contenido se mezcle constantemente al tensar regularmente diferentes músculos.
"Seleccionamos un detalle de la cadena de utilización en el estómago del ganado, lo ampliamos y lo examinamos y reinsertamos la información obtenida en la imagen general", dice Jun.-Prof. dr. Seifert.
La nueva instalación central brinda acceso a la última tecnología
Prof. Dr. Fritz-Steuber destaca la importancia de los potentes dispositivos de análisis para su trabajo. "Queremos acercarnos al rumen y, gracias a los dispositivos modernos, los vasos son cada vez más finos".
Entre otras cosas, los microbiólogos trabajan allí con el nuevo espectrómetro de masas: les permite analizar proteínas y otras sustancias que los microorganismos producen en el estómago de la vaca durante la digestión. "Este tipo de investigación está extremadamente impulsada por la tecnología y no sería posible sin un equipo a gran escala", dice el Prof. Dr. Fritz Steuber.
Mejor comprensión de un estómago de vaca más sano
El siguiente nivel de aumento superior, la vaca entera, ya no se ilumina en el experimento. “Hacemos investigación básica. Para utilizar nuestros resultados en nutrición animal, primero deben desarrollarse más en ensayos de alimentación”, dice Jun.-Prof. dr. Seifert.
Tal desarrollo adicional podría ser estimular la actividad y la cantidad de la bacteria Prevotella o la formación de ciertas sustancias que promueven la salud por parte de la bacteria a través de la alimentación específica de ciertas sustancias. Los científicos esperan que esto pueda promover la salud del rumen y dar como resultado una utilización más eficiente del alimento.
Muestras del rumen gracias al acceso por fístula
Gracias a las vacas fistuladas de la Universidad de Hohenheim, es fácil para los científicos obtener el jugo ruminal que necesitan: la fístula, un acceso artificial al rumen, se puede desenroscar para tomar muestras. Cinco vacas Jersey en el establo de la universidad están equipadas con una entrada de este tipo hecha de plástico acolchado.
A diferencia de otros métodos de muestreo, esto no causa dolor ni estrés a las vacas y evita tener que sacrificar animales para evaluar el contenido gástrico.
Antecedentes: "Interacción entre la conservación de la energía fermentativa y respiratoria en la bacteria del rumen Prevotella spp."
Las facultades de ciencias agrícolas y naturales trabajan en estrecha colaboración en el proyecto "Interacción entre la conservación de la energía fermentativa y respiratoria en la bacteria del rumen Prevotella spp". El Departamento de Microbiología Celular del Prof. Dr. Fritz-Steuber y la cátedra subvencionada "Interacción entre la microbiota intestinal y la alimentación" de Jun.-Prof. dr. Para ello, Seifert recibió 225.000 euros de la Fundación Alemana de Investigación. El proyecto comenzará en septiembre de 2017 y tendrá una duración de 3 años.
Antecedentes: pesos pesados de investigación
29,5 millones de euros en fondos de terceros fueron adquiridos por científicos de la Universidad de Hohenheim 2016 para investigación y enseñanza. La serie "Pesos pesados de la investigación" presenta proyectos de investigación sobresalientes con un volumen financiero de al menos 250.000 euros para investigación de aparatos o 125.000 euros para investigación sin aparatos.
