Rumen pH and microbial shift: implications for ruminant nutrition-a review

Abstract

The microbial ecosystems in foregut of ruminants, encompassing bacteria, ciliate protozoa, anaerobic fungi, bacteriophages, viruses, and methanogens, play a crucial role in the efficient digestion of diverse feed ingredients. In this review paper the intricate symbiotic relationship between the ruminant host and rumen microbes, highlighting the impact of diet composition on rumen pH and microbial diversity were explored. While developed countries rely mostly on the use grains and concentrates to enhance productivity, this approach alters rumen parameters, affecting microbial distribution and overall health. Rumen pH is vital for microbial stability, with fluctuations influencing feed digestibility and animal health. High-grain diets can lead to Sub-Acute Ruminal Acidosis (SARA), impacting fibre-digesting bacteria and causing metabolic disorders. Conversely, low-fibre diets can damage rumen walls, affecting animal health. Fibre-rich diets help maintain optimal rumen conditions. The article discusses the impact on animal health, production, and milk/meat quality, emphasizing the need for a balanced approach in ruminant nutrition. Management strategies, such as balanced diets, gradual diet changes, and feeding frequency adjustments, are crucial for maintaining a healthy rumen environment. Various additives and buffers are employed to stabilize rumen pH. The study also explores the influence of factors like dietary fat, plant phytochemicals, and individual differences on microbial diversity. Understanding the dynamic interaction between rumen pH and microbes is vital for optimizing animal diets, minimizing waste, and ensuring sustainable ruminant production. The study concludes by emphasizing the importance of considering gut anatomy in microbial ecology studies to comprehensively assess the impact of nutrition on ruminant health.

Les écosystèmes microbiens dans le pré-estomac des ruminants, comprenant des bactéries, des protozoaires ciliés, des champignons anaérobies, des bactériophages, des virus et des méthanogènes, jouent un rôle crucial dans la digestion efficace des différents ingrédients alimentaires. Dans cet article de revue, la relation symbiotique complexe entre l’hôte ruminant et les microbes du rumen, mettant en évidence l’impact de la composition du régime alimentaire sur le pH du rumen et la diversité microbienne, a été explorée. Tandis que les pays développés dépendent principalement de l’utilisation de céréales et de concentrés pour améliorer la productivité, cette approche modifie les paramètres du rumen, affectant la répartition des microbes et la santé générale. Le pH du rumen est essentiel pour la stabilité microbienne, les fluctuations influençant la digestibilité des aliments et la santé animale. Les régimes riches en céréales peuvent entraîner une acidose subaiguë du rumen (ASR), affectant les bactéries dégradant les fibres et causant des troubles métaboliques. À l’inverse, les régimes pauvres en fibres peuvent endommager les parois du rumen, affectant la santé animale. Les régimes riches en fibres aident à maintenir des conditions optimales dans le rumen. L’article discute de l’impact sur la santé animale, la production et la qualité du lait/viande, en soulignant la nécessité d’une approche équilibrée dans la nutrition des ruminants. Les stratégies de gestion, telles que les régimes équilibrés, les changements alimentaires progressifs et les ajustements de la fréquence d’alimentation, sont cruciales pour maintenir un environnement sain dans le rumen. Divers additifs et tampons sont utilisés pour stabiliser le pH du rumen. L’étude explore également l’influence de facteurs tels que les graisses alimentaires, les phytochemicals des plantes et les différences individuelles sur la diversité microbienne. Comprendre l’interaction dynamique entre le pH du rumen et les microbes est essentiel pour optimiser les régimes alimentaires des animaux, minimiser les déchets et garantir une production durable des ruminants. L’étude conclut en soulignant l’importance de prendre en compte l’anatomie intestinale dans les études sur l’écologie microbienne afin d’évaluer de manière complète l’impact de la nutrition sur la santé des ruminants.