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El modelo experimental de endocarditis en conejos reproduce de manera muy aproximada la fisiopatología de la enfermedad en los humanos. Los estudios de eficacia terapéutica que utilizan este modelo plantean el problema de las diferencias de los perfiles farmacocinéticos en el suero de los humanos y de los conejos de los antibióticos que se estudian. Para soslayar este problema en el presente trabajo se recopilan los resultados de estudios de eficacia terapéutica en los que se ha empleado un modelo matemático que permite compensar la mayor velocidad de eliminación de fármacos en los animales y simular los perfiles farmacocinéticos de los antibióticos que se obtienen en el suero de los humanos y reproducirlos en conejos con endocarditis, mediante la perfusión con bombas de infusión controladas por ordenador. Se ha utilizado el modelo de endocarditis en conejos y la administración de antibióticos simulando los perfiles farmacocinéticos en humanos para evaluar tratamientos alternativos o diferentes pautas de administración en la endocarditis experimental causada por cocos grampositivos y se presentan cuatro estudios. En el primero, la evaluación de la eficacia de la combinación de ampicilina con ceftriaxona, administradas simulando la farmacocinética de ambos antibióticos en los humanos, en la endocarditis experimental por Enterococcus faecalis con resistencia de alto nivel a los aminoglucósidos mostró que dicha combinación es efectiva y reduce significativamente la carga bacteriana presente en las vegetaciones en comparación con los animales que recibieron ampicilina sola. El segundo estudio mostró que la combinación de teicoplanina y gentamicina administradas en una sola dosis diaria y con perfiles farmacocinéticos humanos tenía una eficacia similar al tratamiento convencional, ampicilina más gentamicina, en la endocarditis experimental por E. faecalis. En el tercer estudio se demostró que para el tratamiento de la endocarditis experimental por Staphylococcus aureus la combinación de ceftriaxona con gentamicina administradas una vez al día era igual de eficaz que el tratamiento convencional de cloxacilina y gentamicina. El último estudio mostraba la eficacia de la combinación de ampicilina y ceftriaxona en el tratamiento de la endocarditis experimental por E. faecalis sin resistencia a aminoglucósidos. / The experimental model of endocarditis in rabbits reproduces in an approximate way the fisiopathology of the disease in the humans. The studies of therapeutic efficacy that use this model have the problem of the differences on the pharmacokinetic profiles of the antibiotics in the human serum and the rabbits serum. In order to avoid this problem in the efficacy studies presented herein a mathematical model has been used that allows to compensate the greater speed of drug elimination in the animals and to simulate the pharmacokinetic profiles of the antibiotics that are obtained in the serum of the humans and to reproduce them in rabbits with endocarditis, by using controlled computer infusion pumps. Thus, the model of endocarditis in rabbits along the antibiotic administration simulating the pharmacokinetic profiles in humans has been used to evaluate alternative treatments or different strategies of administration in the experimental endocarditis caused by grampositive cocci in four different studies.In the first study was evaluated the efficacy of the combination of ampicillin with ceftriaxone, both antibiotics administered mimicking the pharmacokinetic profiles in human serum, in the experimental endocarditis by Enterococcus faecalis with high level resistance to aminoglycosides. It showed that this combination is effective and significantly reduces the bacterial load present in the vegetations compared with that of the animals that received only ampicillin. The second study showed that the combination teicoplanin and gentamicin, both administered in a daily dose and reproducing the human pharmacokinetic profiles had a similar efficacy that the recommended treatment, ampicillin plus gentamicin, in the treatment of experimental endocarditis due to E. faecalis. The third study included in this work showed that the combination of ceftriaxone plus gentamicin both administered once-a-day in the experimental endocarditis due to Staphylococcus aureus had a similar efficacy in reducing the bacterial load of the vegetations than the standard treatment of cloxacillin and gentamicin. The last study showed the effectiveness of the combination of ampicillin and ceftriaxone in the treatment of the experimental endocarditis due to E. faecalis without high level resistance to aminoglycosides.

La propuesta de este estudió fue evaluar la relación existente entre las variables emocionales (depresión y ansiedad) y rasgos de personalidad en pacientes con dolor crónico. Se evaluó una muestra de 101 pacientes con dolor crónico de etiología diversa que asistían a la clínica del dolor del Hospital "Parc Taulí" de Barcelona. La información se obtuvo en dos momentos distintos, durante el momento de la entrevista y durante un seguimiento de 15 días. Los instrumentos utilizados fueron: Cuestionario Autoaplicado para la Depresión de Beck (Beck y cols. 1961), Cuestionario de Ansiedad Estado y Rasgo (STAIE-R) (Spielberger y cols. 1973), Cuestionario de Personalidad para Adultos (EPQ-A) (Eysenck y Eysenck, 1986), Inventario de Temperamento y Carácter (TCI) (Cloninger y cols., 1994), Cuestionario de Salud General de Golberg (GHQ) (Lobo, 1986) y tres Escalas Analógico Visuales de Seguimiento (sobre intensidad del dolor, estado de ánimo y síntomas de ansiedad). Nuestros resultados indicaron que los pacientes identificaron la intensidad de su dolor en niveles medios. En la muestra encontramos alta prevalencia de síntomas depresivos, ansiedad y comorbilidad psiquátrica. Los resultados concernientes al EPQ mostraron relación estadísticamente significativa entre el Neuroticismo con la presencia de síntomas de depresión, ansiedad y comorbilidad psiquiátrica. Con el TCI los resultados mostraron puntuaciones significativas y altas en Evitación al Daño y puntuaciones bajas en Búsqueda de Novedad. Finalmente, se observaron diferencias significativas entre los sexos. Las mujeres obtuvieron mayores puntuaciones en síntomas depresivos y ansiosos que los hombres. También, las mujeres obtuvieron correlación estadísticamente significativa entre la intensidad de su dolor con mayores puntuaciones en Neuroticismo y menores puntuaciones en Extraversión que los hombres. / The purpose of the present study was to evaluate relationships between emotional variables (depression and anxiety) and personality traits, in the chronic pain patients. A sample of 101 patients with chronic pain of diverse etiology was evaluated at the Pain Clinic in Hospital "Parc Taulí" , Barcelona. Information was collected at two different times during individual interviews and followed through. The following instrumental procedures were applied: Beck Depression Inventory BDI (Beck et. al., 1961), State-Trait Anxiety Inventory STAI (Spielberger and cols., 1973), Eysenck Personality Questionnaire-Adult EPQ-A (Eysenck and Eysenck, 1986), Inventory of Temperament and Character TCI, (Cloninger and cols., 1994), Questionnaire of General Health of Golberg GHQ (Wolf, 1986) and a follow up with three Visual Analogical Scales as to the intensity of pain, mood and anxiety symptoms. Our results indicate that patients identified the intensity of their pain in mean levels. High prevalence of depressive symptoms, anxiety and psychiatric comorbidity was found in the sample. Results concerning the EPQ-A showed that neuroticism was related positively and significantly with depressive symptoms, anxiety and psychiatric comorbidity. With the TCI, results showed high scores of Harm Avoidance (HA) and low scores of Novelty Seeking (NS). Finally, significant gender difference was found in the sample. Women showed higher scores on depressive and anxiety symptomatology than men. They also showed significant correlation between the intensity pain with high scores in neuroticism and low scores in extraversión than men.

Les gestacions de bessons tenen un impacte negatiu sobre l’economia de les explotacions lleteres per l’elevat risc d’avortament i els efectes negatius del part de bessons sobre l’eficiència reproductiva postpart de les vaques. La reducció embrionària ofereix l’oportunitat de transformar una gestació múltiple en una simple i es presenta con una eina per a disminuir la creixent taxa de bessons i els seus efectes negatius. El principal objectiu d’aquesta tesi ha estat desenvolupar i avaluar els beneficis i riscs potencials de la reducció embrionària en vaques d’alta producció. També es van estudiar els factors de maneig que poden afectar la incidència de gestacions de bessons i els efectes del part de bessons sobre la vida productiva de la vaca. Els quatre estudis que s’inclouen en aquesta tesi han estat publicats o estan sotmesos a revisió per a la seva publicació en revistes científiques. En el primer estudi es van analitzar l’efecte dels factors de maneig i especialment els diferents protocols de sincronització de cel emprats sobre la incidència de gestacions de bessons. La taxa de gestació de bessons sobre un total de 2015 gestacions va ser del 17.9% i la incidència es va veure significativament afectada per factors individuals (lactació i bessons en el part anterior), factors ambientals (fotoperíode y estació) i pel protocol de sincronització aplicat abans de la inseminació. El segon estudi recull els historials reproductius complets de 4861 vaques lleteres d’alta producció amb un total de 12587 parts amb l’objectiu de determinar els efectes del part de bessons sobre l’eficiència reproductiva postpart i la vida productiva de les vaques. La taxa de parts de bessons durant el 11 anys d’estudi va ser del 5.6% y el 9.8% de las vaques van tenir bessons al menys en una ocasió al llarg de la seva vida. Les vaques amb part de bessons van presentar una menor taxa de concepció i un major risc d’eliminació en la lactació següent, major risc d’avortament i menor la vida productiva que les vaques amb un únic vedell al part. En el tercer estudi es va avaluar l’efecte de la reducció embrionària per la ruptura manual de l’amnios d’un dels embrions en gestacions de bessons unilaterals i bilaterals sobre el manteniment de la gestació. El risc de pèrdua de la gestació va ser similar en el grup de vaques amb gestacions de bessons unilaterals tractades i control. Tanmateix, la reducció embrionària va incrementar el risc de pèrdua en les vaques amb gestacions de bessons bilaterals. A l’últim estudi es van comparar les taxes de manteniment de la gestació en gestacions múltiples reduïdes mitjançant la ruptura manual de l’amnios o mitjançant aspiració transvaginal del fluid fetal guiada per ecografia. El risc de pèrdua de la gestació va ser similar per ambdós mètodes de reducció. / Las gestaciones gemelares tienen un impacto negativo sobre la economía de las explotaciones de vacuno lechero por su elevado riesgo de aborto y el efecto del parto gemelar sobre la eficiencia reproductiva postparto de la vaca. La reducción embrionaria brinda la oportunidad de transformar una gestación múltiple en una simple y se presenta como una herramienta para disminuir la creciente tasa de partos gestaciones y sus efectos negativos. El principal objetivo de esta tesis fue desarrollar y evaluar los beneficios y riesgos potenciales de la reducción embrionaria en vacas de alta producción. Se estudiaron además los factores que afectan a la incidencia de gestaciones gemelares y los efectos de los partos de gemelos sobre la vida productiva de la vaca. Los cuatro estudios experimentales y epidemiológicos incluidos en esta tesis han sido publicados o están sometidos a revisión para su publicación en revistas científicas. En el primer estudio se analizaron los factores de manejo y especialmente de los diferentes protocolos de sincronización de celo empleados sobre la incidencia de gestaciones gemelares. La tasa de gestaciones gemelares sobre un total de 2015 gestaciones fue del 17.9% y la incidencia se vio significativamente afectada por factores individuales (número de lactación y gemelos en el parto previo), factores ambientales (fotoperiodo y estación) y por el protocolo de sincronización aplicado antes de la inseminación. En el secundo estudio se recogieron los historiales reproductivos completos de 4861 vacas lecheras de alta producción con un total de 12587 partos con el objetivo de determinar los efectos del parto gemelar sobre la eficiencia reproductiva postparto y la vida productiva de las vacas. La tasa de partos gemelares durante los 11 años de estudio fue del 5.6% y el 9.8% de las vacas parieron gemelos al menos en una ocasión a lo largo de sus vidas. Las vacas con partos gemelares presentaron, además de una menor tasa de concepción y un mayor riesgo de ser eliminadas durante la siguiente lactación, un mayor riesgo de aborto y una menor vida productiva que las vacas con un único ternero al parto. El tercer estudio evaluó el efecto de la reducción embrionaria mediante la ruptura manual del amnios de uno de los embriones en gestaciones gemelares unilaterales y bilaterales sobre el mantenimiento de la gestación. El riesgo de pérdida de la gestación fue similar para el grupo de vacas con gestación unilateral tratadas y control mientras que la reducción embrionaria incrementó el riesgo de pierda de la gestación en las vacas con gestaciones bilaterales. En el último estudio se compararon las tasas de mantenimiento de la gestación tras reducir gestaciones múltiples mediante la ruptura manual del amnios o mediante aspiración transvaginal del fluido fetal guiado por ecografía. El riesgo de pérdida de la gestación fue similar para ambos métodos de reducción. / Twin pregnancy is an increasing and current topic of the high-producing dairy herds due to the economic losses caused by their great risk of pregnancy failure and the detrimental effects of twinning on the postpartum reproductive efficiency. Transforming a multiple pregnancy into a singleton pregnancy by inducing embryo reduction may circumvent those problems. Therefore, the main aim of this thesis was to develop and evaluate the potential risks and benefits of embryo reduction in dairy cattle as a therapeutic strategy addressed to prevent cows from delivering twins and to reduce the twinning rate in high-producing dairy herds. In order to offer a holistic perspective on the problem of twins and to determine its magnitude, we also studied the factors that affect the incidence of twin pregnancies and the effects of twinning on the productive lifespan of the cows. Research included in this thesis was divided in four studies published or submitted for publication in peer-reviewed journals. The first study addressed potential management risk factors affecting the incidence of twin pregnancies in high-producing dairy cows. Special attention was paid to the estrus synchronization protocol used before the AI resulting in pregnancy. Twin pregnancy was recorded in the 17.9% of the 2015 pregnancy diagnoses, and the incidence was affected by cow factors (lactation number and previous twining), environmental factors (photoperiod and season) and management related to synchronization protocols. The second study analyzed data from complete reproductive records for 4861 high milk-producing dairy cows including 12587 calving events to determine the effects of twinning on the subsequent reproductive performance and productive lifespan of the cows. The twinning rate was 5.6%, and 9.8% of the cows delivered twins at least once during their life. Cows delivering twins, besides being less likely to conceive and more likely to be culled in the subsequent lactation, also carry a higher risk of abortion on the subsequent lactation and show a reduced mean productive lifespan. In the third study we evaluated the effect on pregnancy maintenance of embryo reduction by manual amnion rupture in unilateral and bilateral twin pregnant cows. Embryo reduction by manual amnion rupture did not carry an additional risk of pregnancy loss for unilateral twin pregnancies, whereas the treatment increased the risk of pregnancy failure in bilateral twin pregnancies. The last study compared the effect on pregnancy maintenance of two embryo reduction techniques, Manual Rupture (MR) and Transvaginal Ultrasound Guided Aspiration (TUGA) of allanto-amniotic fluid in dairy cows with multiple pregnancies. No effect was detected on pregnancy maintenance of the technique used.

Les lipoxigenases són conegudes com les responsables de la catàlisi d'oxigenació molecular d’àcids grassos poli-insaturats que forma un producte hydroperoxid (tòxic) que es pot convertir en una gran varietat de metabòlits secundaris. Durant anys, la presència de lipoxgenases ha estat descrita únicament en organismes eucariotes, mamífers, plantes, petits invertebrats marins i fongs. La funció biològica de les lipoxigenases eucariotes ha estat àmpliament estudiada. Estan involucrades en la síntesi de molècules de senyalització com els leucotriens, en mamífers, o en la de l’àcid jasmònic, en plantes. L’any 1964, Shimahara, publicava la presència d’una lipoxigenasa en un bacteri gram-negatiu aïllat de les escombraries. Encara avui són poques les informacions referents a lipoxigenases bacterianes que s'han publicat, alguns exemples són les de Thermoactinomyces vulgaris, Pseudomonas i Nostoc punctiforme. Els anàlisis que s’han realitzat utilitzant el programa BLAST, indiquen que hi ha gens “LOX-like” en Shewanella, Burkolderia, Nitrosomonas i Myxococcus, però la funció biològica de lipoxigenases procariotes encara no s'ha aclarit. No obstant, les lipoxigenases publicades en la base de dades “gene data-bank” són d’organismes ambientals de medi marí i de sòls, això suggereix que les lipoxigenases poden tenir un paper important en la biodegradació. En aquest estudi es reporta la primera estructura molecular d'una lipoxigenasa procariota i un estudi preliminar de la filogènia d’aquest grup de proteïnes. / The lipoxygenases are known as responsible for the reaction of oxygenation of poly-unsaturated fatty acid producing hydroperoxid acids (toxic) that can be converted into a different secondary metabolites. For years, the presence of lipoxygenases has been described only in eukaryotes, mammals, plants, fungi and small invertebrates. The biological function of eukaryotic lipoxygenases has been widely studied. They are involved in the synthesis of leukotrienes as signaling molecules in mammals, or in the jasmonic acid in plants. In 1964, Shimahara, published the existence of lipoxygenases of gram-negative bacteria isolated from the trash. Even today there are few data concerning bacterial lipoxygenases published. Some examples are those of Thermoactinomyces vulgaris, Pseudomonas and Nostoc punctiforme. The analysis were performed using the BLAST program and the results indicate that there are "LOX-like" genes in Shewanella, Burkolderia, Nitrosomonas and Myxococcus, but the biological function of prokaryotic lipoxygenases is not yet clear. However, lipoxygenases published in the database "gene data-bank" are marine organisms and environmental grounds, suggesting that the lipoxygenases can play an important role in biodegradation. This study reports the first molecular structure of a prokaryotic lipoxygenasa and a preliminary study of the phylogeny of this group of proteins.

Un experimento in vitro y dos in vivo se han llevado a cabo para explorar diferentes alternativas a los antibióticos promotores del crecimiento y reducir la incidencia de trastornos digestivos. En el primer experimento se usaron 8 fermentadores de doble flujo continuo, en un diseño factorial 2 x 2 durante dos periodos de 9 días (6 para adaptación y 3 para muestreo), para determinar el efecto de las levaduras vivas y el tipo de cereal sobre la fermentación microbiana ruminal y la digestibilidad de nutrientes. Los factores principales fueron las levaduras vivas (Levucell®SC): sin adición (NY) vs 2x107 UFC de levaduras/g de dieta (LY); y el tipo de cereal predominante en la dieta: concentrado de maíz (CO) vs concentrado de cebada (BA). Los resultados obtenidos sugieren beneficios potenciales de LY en la estabilización de la fermentación de dietas ricas en cebada. En el segundo experimento, se evaluaron los efectos de un cambio brusco de dieta para inducir trastornos digestivos y la suplementación con cultivo de levaduras sobre la fermentación microbiana ruminal, usando 12 terneros Holstein con cánula ruminal, en un diseño crossover de dos periodos de 5 semanas. En cada periodo, tras 3 semanas de adaptación a una dieta 100% forrajera, se aumentó la proporción de concentrado en 2,5 kg/d (en materia fresca) durante 4 días, hasta alcanzar una dieta 10:90 de forraje:concentrado, y entonces se mantuvo durante 10 días más. Los tratamientos empezaron el primer día de cada periodo, y fueron un a dieta control (CL) o la misma dieta con la adición de cultivo de levaduras (YC, Diamond V XPCLSTM). El diseño propuesto resultó efectivo causando trastornos digestivos, pero la adición de YC no tuvo un impacto significativo sobre la fermentación ruminal. En el último experimento, 80 terneros de engorde fueron usados durante 52 días con un diseño de bloques al azar generalizados, para evaluar si la selección individual de ingredientes modula el pH ruminal y mejora la función ruminal. Los tratamientos fueron: una ración totalmente mezclada (TMR) (85% concentrado de cebada (BG), 10% ensilado de maíz (CS), 5% suplemento); o dietas a libre elección (FC) entre concentrado de cebada y ensilado de maíz (BGCS); granos de destilería de trigo (DG) y concentrado de cebada (BGDG); o ensilado de maíz y granos de destilería de trigo (CSDG). Los resultados sugieren que terneros de engorde alimentados con dietas FC que contengan BG autorregulan la ingesta y mantienen un perfil fermentativo ruminal similar que aquellos alimentados con dietas TMR. Del trabajo realizado en esta tesis doctoral se puede concluir que la adición de levaduras, bajo las circunstancias de nuestros estudios, muestra efectos moderados a la hora de prevenir la aparición de trastornos digestivos. Estrategias a nivel de manejo de la alimentación, sin embargo, pueden resultar tanto o más determinantes en el control del pH ruminal. / One in vitro and two in vivo experiments were conducted to evaluate the alternatives to antibiotic growth promoters in order to reduce the incidence of digestive upsets. In the first experiment, 8 dual flow continuous culture fermenters were used in a 2 x 2 factorial design in two replicated periods of 9 days (6 for adaptation and 3 for sampling) to determine the effect of live yeast and type of cereal on rumen microbial fermentation and nutrient digestibility. Main factors were live yeast (Levucell®SC): no yeast (NY) vs 2x107 CFU of yeast/g of diet (LY); and type of predominant cereal in the diet: corn concentrate (CO) vs barley concentrate (BA). The results obtained in this study suggest potential benefits of LY in stabilizing the fermentation of barley-based diets. In the second experiment, we evaluated the effects of a dietary challenge to induce digestive upsets and supplementation with yeast culture on rumen microbial fermentation, by using 12 Holstein heifers fitted with ruminal cannula, in a crossover design with 2 periods of 5 wk. In each period, after 3 wk of adaptation to a 100% forage diet, the dietary challenge consisted of increasing the amount of grain at a rate of 2.5 kg/d (as-fed basis) over a period of 4 d, until a 10:90 forage:concentrate diet was reached, and then it was maintained for 10 d. Treatments started the first day of each period, and they were a control diet (CL) or the same diet with addition of yeast culture (YC, Diamond V XPCLS). The proposed dietary challenge model was successful in causing a digestive upset, as indicated by reduced feed intake, but the YC addition had no significant impact on rumen fermentation. In the last experiment, 80 crossbred beef heifers, were used in a 52-d experiment with a generalized randomized block design, to assess if self-selection of dietary ingredients modulates ruminal pH and improves rumen function of feedlot finishing cattle. Treatments were: total mixed ration (TMR) (85% barley-grain (BG), 10% corn silage (CS), 5% supplement); or free-choice (i.e., self-selection) (FC) diets of barley-grain and corn silage (BGCS); wheat distillers’ grain (DG) and barley grain (BGDG); or corn silage and wheat distillers’ grain (CSDG). Results suggests that finishing feedlot cattle fed FC diets containing BG self-regulate intake of diets that have a similar composition, intake level and ruminal fermentation profile to those fed a TMR. With the work realised in this thesis doctoral we can conclude that the addition of yeasts, under the circumstances of our studies, shows moderate effects on the prevention of digestive disorders. However, strategies related with the feeding management can be more effectives in the control of ruminal pH.

Esta tesis doctoral se planteó debido a la necesidad de evaluar la capacidad de los aceites esenciales y de sus compuestos como aditivos ruminales. En el primer estudio se utilizaron 8 fermentadores (1320 ml) de doble flujo continuo en dos períodos (8 d) para estudiar el efecto de una mezcla de compuestos de aceites esenciales (BEO, CRINA? RUMINANTS) sobre la fermentación microbiana y el flujo de nutrientes. Los tratamientos se distribuyeron en un diseño factorial 2 x 2, donde el tipo de ración (alta en concentrado: 90% concentrado y 10% paja; vs alta en forraje: 60% heno de alfalfa y 40% concentrado) y la adición de BEO (0 mg/l vs 1.5 mg/l) fueron los efectos principales. La adición de BEO no afectó a la digestibilidad de MS, MO, FND, FAD y PB, pero incrementó la concentración de AGV totales (122.8 vs 116.2 mM) sin modificar significativamente las proporciones individuales de AGV o el metabolismo nitrogenado. El segundo estudio consistió en varias pruebas experimentales diseñadas para estudiar el efecto de la dosis y del periodo de adaptación a la adición de BEO sobre el metabolismo nitrogenado de los microorganismos ruminales. En la primera, se utilizaron de nuevo 8 fermentadores de doble flujo continuo (1320 ml) en dos períodos (6 d de adaptación y 3 de muestreo) para estudiar el efecto de la dosis de BEO sobre la fermentación microbiana ruminal. Los tratamientos fueron: CTR (sin adición de BEO), D5 (5 mg/l de BEO), D50 (50 mg/l de BEO) y D500 (500 mg/l de BEO). En la segunda prueba experimental se utilizaron 8 ovejas (peso medio de 57 kg) para estudiar el efecto de una adaptación larga del líquido ruminal a la adición de BEO sobre la fermentación ruminal. El tratamiento CTR (sin adición de BEO) se asignó al azar a 4 ovejas, y las otras 4 ovejas se adaptaron a BEO (110 mg/d de BEO) durante 4 semanas (ADBEO). La adición de 5 mg BEO/l de líquido ruminal en cultivo continuo incrementó la concentración de AGV totales y la relación acetato:propionato después de 6 d de fermentación, pero los cambios sobre el metabolismo N sólo aparecieron en el líquido ruminal de ovejas alimentados con BEO durante 28 d.En el tercer estudio se evaluaron los efectos de cinco compuestos de aceites esenciales sobre la fermentación microbiana ruminal. En la primera prueba experimental, los efectos de 4 dosis crecientes (5, 50, 500, y 5000 mg/l) de 5 compuestos de aceites esenciales se evaluaron en incubaciones in vitro de líquido ruminal durante 24 h con dos dietas diferentes: una dieta 60:40 forraje:concentrado (18% PB; 30% FND) y la otra 10:90 forraje:concentrado (16% PB; 25% FND). Los tratamientos fueron: control (CTR), eugenol (EUG), guaiacol, limoneno, timol (TIM), y vanillin. En la segunda prueba experimental se utilizaron 8 fermentadores de doble flujo continuo (1320 ml) en 3 periodos (6 d de adaptación y 3 d de muestreo) para estudiar el efecto del TIM y del EUG sobre la fermentación microbiana ruminal y el flujo de nutrientes. Los tratamientos fueron: CTR (control negativo), MON (control positivo, 10 mg/l de monensina), T5 (5 mg/l de TIM), T50 (50 mg/l de TIM), T500 (500 mg/l de TIM), E5, E50 y E500, y se asignaron aleatoriamente a los fermentadores dentro de cada periodo. La mayoría de estos compuestos de aceites esenciales a dosis elevadas demostraron poseer actividad antimicrobiana disminuyendo la concentración total de VFA. Sin embargo, EUG en incubaciones de 24 h y T5 en cultivo continuo modificaron el perfil de AGV sin inhibir la concentración total de AGV, y EUG disminuyó la concentración de N amoniacal. Una selección cuidadosa de estos compuestos permitiría la manipulación de la fermentación microbiana ruminal. / This doctoral thesis was planned to test the potential of essential oils and their compounds as ruminal additives. In the first study, eight dual flow continuous culture fermenters (1320 ml) were used in two replicated periods (8 d each) to study the effects of a specific blend of essential oil compounds (BEO, CRINA? RUMINANTS) on rumen microbial fermentation and nutrient flow. Treatments were arranged in a 2 x 2 factorial design. Main factors were type of diet (10 to 90 vs 60 to 40 forage to concentrate ratios) and the addition of BEO (0 vs 1.5 mg/l of BEO). There were no effects of BEO on DM, OM, NDF, ADF and CP digestion. The use of BEO increased the concentration of total VFA (122.8 vs 116.2 mM) without affecting individual VFA proportions or N metabolism. The second experiment was designed to study the effect of dose of BEO and adaptation time to the addition of BEO on N metabolism of rumen microorganisms. The second study consisted in several tests. In the first, eight dual flow continuous culture fermenters (1320 ml) were used in two periods (6 d of adaptation and 3 d of sampling) to study the effects of increasing doses of a specific blend of essential oils (BEO, CRINA? RUMINANTS) on rumen microbial fermentation. Fermenters were fed with the same high forage ration of the first study and the sampling protocol and processing were identical. Treatments were: CTR (no BEO), D5 (5 mg/l of BEO), D50 (50 mg/l of BEO) and D500 (500 mg/l of BEO). In the second experiment, eight sheep (average body weight of 57 kg) were used to study the effects of long term adaptation of rumen fluid to BEO on ruminal fermentation. Four sheep were assigned at random to the CTR treatment (no BEO) and four sheep were adapted to BEO (110 mg/d of BEO) for four weeks (ADBEO). The addition of 5 mg BEO/l of rumen fluid in continuous culture increased total VFA concentration and acetate to propionate ratio after 6 d of fermentation, but changes in N metabolism were only apparent when using rumen fluid from sheep fed BEO for 28 d.In the third study, several essential oil compounds were evaluated on rumen microbial fermentation. In the first experiment, the effects of 4 different doses (5, 50, 500, and 5000 mg/l) of five essential oil compounds were evaluated in in vitro 24 h batch culture of rumen fluid with two different diets: a 60 to 40 forage to concentrate diet (18% CP; 30% NDF) and a 10 to 90 forage to concentrate diet (16% CP; 25% NDF). Treatments were: control (CTR), eugenol (EUG), guaiacol, limonene, thymol (THY), and vanillin. In the second experiment, eight dual flow continuous culture fermenters (1320 ml) were used in three periods (6 d of adaptation and 3 d of sampling) to study the effects of THY and EUG on rumen microbial fermentation and nutrient flow. Treatments were: CTR (negative control), MON (positive control, 10 mg/l of monensin), T5 (5 mg/l of THY), T50 (50 mg/l of THY), T500 (500 mg/l of THY), E5, E50 and E500, and were randomly assigned to fermenters within periods. Most of these essential oil compounds demonstrated their antimicrobial activity decreasing total VFA concentration at high doses. However, EUG in batch fermentation and T5 in continuous culture modified VFA profile without decreasing total VFA concentration, and EUG decreased ammonia N concentration. Careful selection of these essential oils compounds may allow manipulation of rumen microbial fermentation.

Los actuales sistemas de formulación para vacuno lechero se basan en el concepto de proteína digestible y en especial en el aporte de aminoácidos absorbibles en el intestino delgado. Una proporción importante de los aminoácidos que llegan al intestino delgado del rumiante proviene de la proteína de la ración. Sin embargo, a diferencia de lo que ocurre en los monogástricos, antes de llegar al intestino delgado esta proteína es sometida a la acción de los microorganismos del rumen. Varios autores (Crooker y col., 1987; Susmel y col., 1989; Erasmus y col., 1994) han observado cambios en el perfil de aminoácidos de la proteína tras su paso por el rumen, aunque los efectos que produce la fermentación ruminal sobre el perfil de aminoácidos de la proteína de la ración no estan muy claros. La proteína que no ha sido degradada fluye hacia el intestino donde debe ser digerida. De forma similar a lo que ocurre con la degradación en el rumen, existe poca información acerca de cómo afecta la digestión intestinal a los diferentes aminoácidos que componen una proteína. La incorporación de valores de degradación ruminal y digestibilidad intestinal de los aminoácidos individuales de suplementos proteicos permitiría una mejora evidente en la precisión de los sistemas de formulación de raciones para vacuno lechero. La obtención de valores precisos in vivo es difícil, dada la complejidad de la fermentación ruminal y la dificultad de controlar los factores de variación inherentes al animal que pueden confundir la interpretación de los resultados, por lo que en el presente trabajo se optó por la utilización de sistemas in Vitro. El objetivo principal de esta tesis fue la estimación de la degradabilidad ruminal y la digestibilidad intestinal de los aminoácidos de algunos suplementos proteicos utilizados frecuentemente en vacuno lechero.La tesis se estructura en tres experimentos. En los dos primeros se estudia la degradabilidad ruminal de los aminoácidos de cuatro suplementos proteicos (harina de soja, harina de gluten de maíz, harina de sangre y harina de pescado) mediante un sistema de cultivo continuo de flujo doble. Este sistema in vitro simula el proceso de fermentación que ocurre en el rumen, y a la vez permite mantener controlados los diversos factores que pueden afectar a la fermentación ruminal. De esta manera se puede diferenciar el flujo de aminoácidos procedentes de la proteína de la ración que no ha sido degradada en el rumen, y estudiar las posibles variaciones en el perfil de aminoácidos de esta proteína causadas por la fermentación ruminal. Los resultados de estos dos trabajos muestran que existen diferencias en la degradabilidad ruminal de los aminoácidos individuales de un mismo suplemento proteico, así como diferencias en la degradabilidad de aminoácidos entre distintos suplementos. No obstante, y a pesar de las estrictas medidas de control aplicadas, la variabilidad obtenida en los resultados no permite establecer valores precisos de degradación.La falta de una técnica rápida y fiable para la determinación de la digestión intestinal no sólo de proteínas sino también de aminoácidos, es la motivación del tercer experimento. En la primera parte de este experimento se desarrolló una técnica capaz de estimar de manera rápida y fiable la digestibilidad intestinal de proteínas y aminoácidos procedentes de suplementos proteicos. Para ello se modificó la técnica desarrollada por Calsamiglia y Stern (1995) adaptándola a un incubador in Vitro, con tal de agilizar la técnica y adaptarla al estudio de aminoácidos. Una vez puesta a punto la técnica, se estimó la digestibilidad intestinal de los aminoácidos procedentes de 11 suplementos proteicos de uso frecuente en vacuno lechero. Los resultados de este experimento muestran diferencias en la digestibilidad intestinal de los aminoácidos dentro de un mismo suplemento. En general, los aminoácidos esenciales se muestran más digestibles en el intestino que los no esenciales. Asimismo, los resultados reflejan diferencias en la digestión intestinal de aminoácidos entre suplementos proteicos, lo que no permite establecer valores generales de digestibilidad para cada aminoácido, ya que estos pueden diferir en función del suplemento proteico estudiado. La técnica DaisyII desarrollada en este trabajo puede ser un buen método para la obtención de valores de digestibilidad específicos para cada aminoácido de los distintos suplementos proteicos. / Current feeding systems for dairy cows include the prediction of amino acids requirements and supply to the small intestine. Supply of absorbable amino acids of dietary origin depends of the amount of dietary protein escaping ruminal degradation, intestinal digestibility of the amino acids that escape ruminal degradation, and the amino acid composition of rumen undegraded intestinally digested protein. Some authors (Crooker et al., 1987; Susmel et al., 1989; Erasmus et al., 1994) observed changes in the amino acid profile after ruminal incubation of proteins, although effects of ruminal fermentation on the amino acid profile of dietary proteins remain unclear. Rumen undegraded dietary protein flows to the small intestine to be digested. However, its digestibility in the small intestine and its amino acid profile is highly variable depending on type of feed and processing. Little information is available concerning the digestion of individual amino acids in the small intestine, which will become increasingly critical as systems that incorporate amino acid requirements are introduced. In vivo estimates of amino acid ruminal degradation and intestinal digestion are labor intensive, time consuming and subject to considerable sources of variation. The use of in vitro simulation systems offers an alternative that allows the study of the effects of microbial fermentation and intestinal digestion on amino acid composition of protein supplements under controlled conditions, and considering the potential interactions that occur on rumen fermentation. The objective of this study was to estimate rumen microbial degradation and small intestine digestion of amino acids from protein supplements of common use in dairy cow feeding.Eight dual flow continuous culture fermenters were used in three replicated periods in first and second experiment to study the effects of diets containing increasing levels of heat-treated soybean meal, corn gluten meal, fish meal or blood meal on microbial fermentation, nutrient flow and relative ruminal escape of dietary amino acids. Results from these studies suggest that the individual amino acid of a protein supplement differ in their resistance to ruminal fermentation and microbial attack, although the establishment of accurate values of ruminal degradation for individual amino acids is difficult.The lack of a fast and reliable method to estimate intestinal digestion of proteins and amino acids justified a third experiment. A three-step in vitro procedure was developed by Calsamiglia and Stern (1995) to estimate intestinal digestion of proteins in ruminants in a fast and cost-effective manner. However, this method does not allow to estimate the intestinal digestion of individual amino acids. The objective of this third study was to modify the procedure of Calsamiglia and Stern (1995), by adapting it to a Daisy II incubator, to further reduce the cost and labor involved in the determination of intestinal digestion of proteins, and to be able to estimate the intestinal digestion of individual amino acids. The intestinal digestion of 11 protein supplements and its amino acids was determined using the proposed technique. Results from the Daisy II technique show differences within and between feedstuffs in the proportion of their individual amino acids that are digested in the small intestine, and suggest a preferential digestion of essential amino acids. The use of the Daisy II technique results in a substantial reduction in cost and labor, is sensitive to differences between feedstuffs for individual amino acid digestibilities, and allows the selection of proteins with high digestibilities of those amino acids that are most likely to limit production.

En estudios in vitro e in vivo se evaluaron los efectos de extractos de plantas sobre las características de fermentación microbiana ruminal. Se midieron las concentraciones de ácidos grasos volátiles (AGV), péptidos largos (PepL), péptido pequeños y AA (PepP+AA), N amoniacal, L-lactato, número de protozoos, la ingestión de materia seca (IMS) y el consumo de agua. En el experimento 1, se evaluaron 15 mg/Kg de la mezcla de todos los extractos (MIX), y 7.5 mg/Kg de extractos de ajo (GAR), canela (CIN), yuca (YUC), anís (ANI), orégano (ORE) o pimentón (CAP) en un sistema de fermentación de doble flujo continuo (8 días de adaptación y 3 de muestreo). En el período de adaptación, el acetato fue mayor y el propionato fue menor (d 2 al 6) en CIN, GAR, ANI y ORE, comparados con el CTR. Sin embargo, estas diferencias desaparecieron después de 6 días. El CIN y YUC incrementaron PepL, GAR y ANI incrementaron PepP+AA, el ANI incrementó y el GAR redujo N amoniacal. En el experimento 2, los mismos extractos y tres compuestos puros (anetol, ATL; cinnamaldehido, CDH y eugenol EUG) se evaluaron a cinco dosis (0, 0.3, 3, 30, y 300 mg/L) en dos niveles de pH (5.5 y 7.0) en cultivos in vitro con líquido ruminal de terneros. Las dosis altas de todos los extractos de plantas inhibieron los AGV totales y N amoniacal. A pH 7.0, los efectos de los extractos de la plantas no resultaron favorables para los objetivos de los sistemas de engorde. En cambio, a pH 5.5, EUG, GAR, CAP, CDH y YUC incrementaron los AGV totales, siguiendo una baja relación acetato:propionato en ORE, GAR, CAP, CDH, y YUC. En el experimento 3, se evaluaron 30 g/d de extracto de la alfalfa (AEX; 10% malato y 1.5% saponinas), una mezcla de 180 mg/d de CDH y 90 mg/d de EUG (CIE), y una combinación de ambos tratamientos (MIX) en terneros Holstein de 360 Kg y provistos de un trocar en el rumen. Comparados con el CTR, el CIE y AEX redujeron la IMS, consumo de agua, Entodinium spp, El AEX incrementó la relación acetato:propionato, redujo Entodinium spp e Isotrichus spp. En in vitro con líquido ruminal de CIE, AEX y MIX, el CIE y MIX redujeron degradación de la proteína bruta (DPB) de soja y maíz a las 4 h de incubación. Sin embargo, no hubo ningún efecto a las 24 h de incubación. En el experimento 4, se evaluaron 2 g/d de extracto de anís (ANI; 10% anetol), 1 g/d de extracto de capsicum (CAP; 15% capsaicina), y una mezcla de 0.6 g/d de CDH y 0.3 g/d de EUG (CIE) en terneros Holstein de 450 Kg provistos de un trocar en el rumen. Comparados con el CTR, El CAP incrementó la IMS, el consumo de agua, PepP+AA, y redujo el acetato, AVG de cadena ramificada (AGVCR) y PepL. El CIE redujo el consumo de agua, acetato, AVGCR, L-lactato, N amoniacal y Entodinium spp e Isotrichus spp. y aumentó el propionato y PepP+AA. El ANI disminuyó la relación acetato:propionato, AVGCR, N amoniacal y Entodinium spp. En la prueba in vitro, ANI, CAP y CIE redujeron la DPB de la soja 4 h después de la incubación, y sólo el ANI redujo la DPB de la soja 24 h después de la incubación. Los resultados indican que los extractos de plantas pueden variar sus efectos en función de la dieta y del ambiente ruminal, y que el CIE, ANI y CAP pueden ser útiles como modificadores de la fermentación ruminal en los sistemas de cebo intensivo de terneros.

La leche es un alimento de un alto valor nutricional pero su perfil de ácidos grasos (AG) no es el más adecuado desde un punto de vista de salud humana. Esta tesis estudia cómo modificar el perfil de AG de la leche a través de la nutrición animal así como diferentes factores que pueden influir en el proceso de biohidrogenación a nivel rumimal modificando el flujo de AG a la glándula mamaria.En el primer experimento se utilizaron 356 vacas en un diseño de bloques al azar y se estudió cómo la suplementación de las dietas de vacas lecheras al inicio de la lactación con semilla de lino extrusionada afectaba a la producción y la composición de la leche, y a la reproducción. Las dietas utilizadas tenían una relación forraje:concentrado de 40:60 (17,9% PB, 27,7% FND y 6,0% EE), se administraron ad libitum y eran similares en su composición entre tratamientos, excepto en el suplemento proteico donde la dieta control (CTR) tenía un 4,9% de semilla de soja extrusionada, mientras que la dieta lino (LIN) tenía un 5,5% de semilla de lino extrusionada. La suplementación con semilla de lino extrusionada redujo el porcentaje de grasa láctea y la producción de leche corregida por grasa e incrementó el porcentaje de proteína láctea, así como también mejoró el perfil de AG de la leche hacia uno más saludable, todo ello sin modificar la ingestión de MS, la producción de leche y el rendimiento reproductivo de los animales.En el segundo estudio se utilizaron 8 fermentadores (1320 mL) de doble flujo continuo en dos periodos de 7 d (4 d adaptación y 3 d muestro) y se estudiaron, en un diseño factorial 2 × 2, los efectos del pH (Alto = 6,4 vs. Bajo = 5,6) y de la dieta (Soja (SOY) vs. Lino (LIN)) sobre la fermentación microbiana ruminal, la lipólisis y la biohidrogenación ruminal, el flujo de AG del efluyente y la concentración de DNA de bacterias implicadas en los procesos de lipólisis y biohidrogenación ruminal. Los resultados de este estudio indicaron que el pH inhibió la lipólisis y la biohidrogenación ruminal y que la grasa de la soja extrusionada parecía estar más protegida contra la lipólisis que la del lino extrusionado. Se realizó un tercer estudio donde se evaluó el efecto del pH (6,4 vs. 5,6) y de dos niveles de forraje:concentrado en las dietas (70:30 F:C (HF) vs. 30:70 F:C (LF)) sobre la fermentación microbiana ruminal, el perfil de AG del efluyente y la concentración de DNA de bacterias involucradas en los procesos de lipólisis y biohidrogenación ruminal. El sistema de cultivo continuo consistió en dos periodos de 8 d (5 d adaptación y 3 d muestreo), con un diseño factorial 2 × 2 de los tratamientos. Las dietas utilizadas tuvieron un perfil similar de AG (44,0% C18:2, 9,77% C18:3). Los resultados indican que el pH bajo es la principal causa de la acumulación de trans-10 C18:1 y trans-10, cis-12 CLA a nivel ruminal, aunque un nivel alto de concentrado en las dietas también incrementa la proporción de trans-10, cis-12 CLA en el efluyente. / Milk is a food with a high nutritive value however milk fatty acid (FA) profile does not seem to be very healthy from a human health point of view. This thesis studies how to modify the milk FA profile through animal nutrition and different factors which can affect ruminal biohydrogenation processes which determine the composition of the FA flow to the mammary gland.In the first experiment, 356 early lactation multiparous Holstein cows were used in a randomised complete block design to determine the effects of feeding extruded linseed on milk production and composition, and reproductive performance. Cows were fed a 40:60 forage to concentrate ratio diet (17.9% CP, 27.7% NDF and 6.0% EE) ad libitum that was identical in composition between treatments except for the protein supplement that was control (CTR: 4.9% extruded soybean) and linseed (LIN: 5.5% extruded linseed. Extruded linseed supplementation reduced milk fat percentage and fat corrected milk yield, and increased milk protein percentage and the content of healthy FA in milk without modifying DM intake, milk yield and reproductive performance. In the second experiment, 8 dual-flow continuous culture fermenters (1,320 mL) were used in two replicated periods of 7 d (4 d of adaptation and 3 d for sampling) to study, in a 2 × 2 factorial design, the effects of pH (High = 6.4 vs. Low = 5.6) and diet (Soybean vs. Linseed) on rumen microbial fermentation, lipolysis and apparent biohydrogenation, effluent flow of fatty acid and DNA concentration of bacteria involved in lipolysis and biohydrogenation processes. Results indicated that pH inhibited lipolysis and apparent biohydrogenation. Fat of extruded soybean seemed more protected against lipolysis than that of extruded linseed. A third experiment was designed to study the effect of pH (6.4 vs. 5.6) and two different forage to concentrate ratios (F:C) in the diets (70:30 F:C (HF) vs. 30:70 F:C (LF)) on rumen microbial fermentation, effluent FA profile and DNA concentration of bacteria involved in lipolysis and biohydrogenation processes. The continuous culture study consisted of two periods of 8 d (5 d adaptation plus 3 d sampling), with a 2 × 2 factorial arrangement of treatments. Both diets had a similar FA profile (44.0% C18:2, 9.77% C18:3). Results indicate that low pH is the main cause of the accumulation of trans-10 C18:1 and trans-10, cis-12 CLA, although concentrate rich diets also increase trans-10, cis-12 CLA proportion in the effluent.