Proyecto: Efectos de agentes estresantes sobre el bienestar de los

 Proyecto: Efectos de agentes estresantes sobre el bienestar de los animales Área temática: Fisiología Facultad/ Departamento Universitario donde se desarrollará el proyecto: Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología Equipo científico •
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Estrella I. Agüera Buendía ([email protected]) -­‐ Profesor Titular de Universidad Carlos C. Pérez Marín ([email protected]) -­‐ Profesor Titular de Universidad Mª Dolores Castillo Serrano ([email protected]) -­‐ Profesor E. Secundaria Lourdes Baena Moreno ([email protected]) -­‐ Profesor E. Secundaria Laura Molina Moreno ([email protected]) -­‐ Colaboradora Honoraria María Esgueva Acero ([email protected]) -­‐ Personal del CEMEDE Objetivo principal del Proyecto El objetivo del proyecto es que los estudiantes de ciencias conozcan los agentes estresantes del bienestar animal y como valorarlos en una situación real de granja, de prueba de ejercicio y de laboratorio ya que se trata de una de las líneas de trabajo prioritarias de la unión Europea y de la Organización Mundial de la Sanidad Animal (OIE). El alumnado conocerá la importancia de la investigación aplicada a la producción animal. Asimismo aprenderán a interpretar los resultados obtenidos en las diferentes sesiones. Descripción de la actividad y participación de los alumnos Se pretende que el estudiante se inicie en métodos y técnicas de investigación que le ayuden en su proceso de aprendizaje así como en el diseño y planificación de sus trabajos. Los alumnos lograran las competencias básicas del trabajo científico. Este proyecto intenta que el estudiante de ciencias conozca los efectos de los agentes estresantes del bienestar animal en el comportamiento, en los animales y en las células. En cuanto al comportamiento se introducirá al alumnado en el concepto de confort animal, se desarrollará un etograma para evaluar el comportamiento de los mismos tomando como modelo la especie ovina. En los animales se valorará el calor y el ejercicio físico como agentes estresantes. Para ello los animales serán sometidos a situación de calor donde se valorarán parámetros biofísicos como pulso, temperatura corporal, frecuencia respiratoria y frecuencia cardíaca. Para la prueba de ejercicio se hará en una cinta rodante de alta velocidad y someterá al caballo a condiciones de laboratorio. Los alumnos analizarán y discutirán los resultaos obtenidos buscando su aplicabilidad en animales de producción. Se fomentará el trabajo en grupo así su actitud activa y participativa. Referencias recomendadas Ø Guyton, A.C. (2011). Tratado De Fisiología Médica.12 ª Ed., Ed. Interamericana-­‐
Mcgraw-­‐Hill. Ø Hafez, (2002). Reproducción e inseminación artificial en animales. Ed. Interamericana Ø Hinchcliff KW, Geor RJ, Kaneps AJ (2008). Equine exercise physiology. Editorial: Saunders Elsevier Ø Appleby, M.C. and Hughes, B.O. (1997). Animal Welfare. CAB International. 316 págs Ø http://www.bienestaranimal.eu/ Ø http://www.oie.int/es/bienestar-­‐animal/temas-­‐principales/
Descripción de la sesión de presentación de resultados de los proyectos En cada sesión, los alumnos trabajarán en grupo. Tras analizar sus propios resultados, extraerán conclusiones y las discutirán entre ellos. Harán las gráficas de los resultados obtenidos, representando los valores medios con su desviación estándar. Para ello, trabajarán con Excel u hojas de cálculo on-­‐line (Google Drive). En todo momento será fundamental el reparto del trabajo y la puesta en común, así como el consenso a la hora de redactar los textos y el diseño de la presentación final. La presentación se realizará en PowerPoint o en Prezzi e incluirá los fundamentos teóricos, los objetivos, los materiales y métodos empleados y los resultados obtenidos, integrando las fotografías tomadas en las distintas actividades. Por último, los alumnos debatirán sobre las vías para la continuidad de este tipo de investigaciones y la posibilidad de abrir nuevos campos de investigación o aplicaciones biotecnológicas, lo que permitirá abordar el emprendimiento en el ámbito científico-­‐empresarial. Proyecto: Efectos de agentes estresantes sobre el bienestar de los animales Sesión 1 Lugar: Granja Universitaria de Rabanales Objetivos detallados •
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Introducción al mundo del comfort animal, sobre el cuál existe una gran interés social, y que puede resultar muy abstracto. Resaltar la importancia del bienestar en animales de producción. Dar a conocer las medidas basadas en los recursos y en el ambiente, así como de las medidas basadas en el animal, para la evaluación del bienestar. Diseño de un etograma para evaluar el comportamiento animal, tomando como modelo la especie ovina. Valoración de comfort en ovino mediante técnicas directas no invasivas. Interpretación de los resultados obtenidos en la sesión. Recursos y consumibles necesarios Ø Animales: vacas y ovejas. Ø Batas desechables y guantes Ø Cuaderno y bolígrafo. Para documentar las sesión se utilizarán los Smartphone. Actividades a desarrollar 1. Presentación del grupo: nombre de los alumnos, centro y provincia de procedencia, aficiones, qué quieren estudiar, etc. 2. Presentación del proyecto por el Profesor de Universidad responsable, mostrando importancia del Bienestar Animal como una de la prioridades de la unión Europea. Introducción teórica al etograma. 3. Realización del etograma en la granja. De esta forma, los alumnos se convierten en los directores de su propia investigación, siempre supervisados por profesorado experto en el tema. Se les explicará la importancia de la anotación de protocolos y resultados. 4. Tratamiento de los resultados y resolución de preguntas. Resultados esperados de la sesión En esta sesión, los alumnos se asomarán al mundo científico desde una nueva perspectiva: la realización de un etograma, que es una herramienta de campo muy útil a la hora de analizar y evaluar la conducta de uno o varios animales. Conocerán como utilizar un método obsevacional extrospectivo, disponiendo de una plantilla en la cual anotará el comportamiento del animal en el momento del estudio. Proyecto: Efectos de agentes estresantes sobre el bienestar de los animales Sesión 2 Lugar: Granja Universitaria de Rabanales Objetivos detallados •
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Conocer los métodos no invasivos de valoración de parámetros fisiológicos. Aprender a tomar las constantes vitales en animales de granja. Someter a los animales a estrés térmico. Aprender a hacer e interpretar un electrocardiograma. Interpretar los resultados obtenidos en la sesión. Recursos y consumibles necesarios Ø Recursos: Fonendos, termómetros, electrocardiograma, cuadernos, bolígrafos Ø Consumibles: papel de electrocardiograma, batas desechables, calzas y guantes Actividades a desarrollar 1. Apartar a los animales con los que se va a trabajar y hacer dos grupos 2. Someter a un grupo a estrés térmico y a ejercicio. 3. Valoración de constantes fisiológicas. Temperatura, pulso artería, frecuencia respiratoria y frecuencia cardíaca. 4. Realización de un electrocardiograma e interpretación 5. Tratamiento de los resultados y resolución de preguntas. Resultados esperados de la sesión Ø Al término de esta sesión los alumnos sabrán cómo evaluar las constantes fisiológicas. Ø Además, habrán reforzado sus conocimientos sobre el manejo de animales de granja para trabajar con ellos en investigación. Conocerán el fundamento teórico y práctico de un electrocardiograma. Proyecto: Efectos de agentes estresantes sobre el bienestar de los animales Sesión 3 Lugar: Centro de medicina deportiva Equina (CEMEDE) Objetivos detallados •
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Conocer la estructura científico-­‐técnica del Centro de Medicina Deportiva Equina de la Universidad de Córdoba. Aprender la aplicación de la investigación del caballo de deporte al sector productivo Aprender a preparar a un caballo para hacer una prueba e ejercicio en condiciones de laboratorio. Someter a caballos a estrés por ejercicio en una cinta rodante. Recursos y consumibles necesarios Ø
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Ordenador y proyector para la presentación de la sesión y explicación de contenidos Cuaderno de laboratorio para anotar los resultados Potro de contención, cinta rodante, arnés de sujeción, holter, lactacidómetro Consumibles: jeringas, agujas, alcohol, algodón, tubos, viales, etc. Actividades a desarrollar 1. Visita al Centro de Medicina Deportiva Equina. 2. Toma de muestras de caballos en reposo (sangre y valoración de frecuencia cardíaca y respiratoria) 3. Test de ejercicio de intensidad creciente a dos caballos con dos minutos de descanso para toma de muestras. 4. Toma de muestras a los 15 minutos de finalizado el ejercicio (recuperación). 5. Laboratorio de Hospital Clínico Veterinario para análisis de muestras 6. Tratamiento de los resultados y resolución de preguntas Resultados esperados de la sesión Durante esta sesión, los participantes descubrirán un centro universitario planteado con fines docentes de investigación y de servicios. Sabrán cómo se prepara a un caballo para una prueba de ejercicio en condiciones de laboratorio. Comprobarán los cambios fisiológicos provocado por el estrés del ejercicio. Proyecto: Efectos de agentes estresantes sobre el bienestar de los animales Sesión 4 Lugar: Laboratorio de Reproducción Animal, Dpto. de Medicina y Cirugía Animal. Edif. Fco. Santisteban. Objetivos detallados •
Tras conocer la importancia del bienestar en los animales y sus producciones, cuál es el efecto de diferentes agentes estresantes sobre ellos y qué tipo de pruebas permiten determinar el bienestar animal, esta sesión pretende hacer entender a los alumnos el efecto del estrés a nivel celular, y cómo la célula trata de adaptarse a las modificaciones de su entorno habitual. Para ello, se ha elegido al espermatozoide como modelo para evaluar el efecto de agentes estresantes de tipo físico, químico, tóxico, osmótico u oxidativo. Recursos y consumibles necesarios Ø Ordenador y proyector para la presentación de la sesión y explicación de contenidos. Ø Cuaderno de laboratorio para anotar los resultados. Ø Los alumnos podrán utilizar sus dispositivos móviles para obtener videos de las actividades que estén realizando. Ø Sistema automatizado de análisis de imagen, microscopios ópticos, estufas, centrifugadora Ø Animales: caballo, yegua, perro, perra. Ø Material de laboratorio: pipetas desechables, tubos de ensayo, porta y cubreobjetos, tinciones específicas (eosina-­‐nigrosina, test de endósmosis, Romaniwski), diluyentes específicos, pipetas automáticas, tubos Eppendorf, cámaras cuentaglóbulos, guantes, nitrógeno líquido. Ø Material para recogida de esperma: vagina artificial, fundas de plástico, guantes, gel lubricante, tubos, pipetas desechables Actividades a desarrollar 1. Recogida de esperma en équidos y perros, y procesado de la muestra seminal. Discusión sobre el estrés en reproductores y cuidados en su manejo. 2. Pruebas de calidad espermática. 3. Efecto del estrés físico sobre el movimiento espermático: centrifugación, pipeteo, cambios de temperatura. 4. Adaptación celular a diferentes medios y su importancia. 5. Explicación de qué es el estrés oxidativo y efecto sobre la calidad celular: efecto de la luz y longevidad del espermatozoide. 6. Puesta en común de resultados y discusión Para las actividades descritas, los alumnos utilizarán sistema computerizado de análisis de imagen, microscopio, pipetas y medios específicos.. Resultados esperados de la sesión En esta sesión, los alumnos aprenderán la importacia de trabajar en un ambiente adecuado para evitar que el estrés ambiental pueda inhibir el comportamiento normal de los animales. Para ello, van a evaluar conjuntamente el ambiente en el que se realizará la recogida de esperma en caballo y perro, estableciendo una discusión sobre los problemas comportamentales que podrían encontrar. Se procederá a analizar las muestras de semen, descubriendo la morfología del espermatozoide y cómo funciona, algo indispensable para entender los cambios que sufren ante condiciones estresantes. En este sentido, el espermatozoide es una célula mótil, que tiene membrana celular y que se comporta, en muchos aspectos, de manera similar a otras células del cuerpo. La pérdida de motilidad y los cambios morfológicos serán utilizados para entender estos efectos. Los alumnos dispondrán de fichas de valoración, donde anotarán los cambios que vayan percibiendo durante la sesión. Las muestras serán sometidas a estrés físico mediante el pipeteo repetido y la centrifugación a diferentes velocidades. También estudiarán el efecto del estrés térmico (considerado también un efecto físico) mediante la refrigeración, congelación y calentamiento de las muestras. El estrés químico será evaluado por la adición de determinadas sustancias al semen, como agua, H2O2, leche o huevo. Gran importancia adquiere en las células el estrés osmótico, que demanda en ellas un esfuerzo de adaptación al nuevo medio en que viven. La luz también ejerce un importante efecto estresante en el espermatozoide, por lo que se experimentará qué ocurre en muestras expuestas a luz solar o en muestras foto-­‐protegidas. Para entender el efectos de los mencionados agentes estresantes, las muestras serán sometidas a evaluación de su motilidad, tanto de forma subjetiva como objetiva. Igualmente, los espermatozoides se someterán a una prueba de endósmosis, lo que revelará cuántas células funcionan correctamente. El análisis morfológico permitirá al alumno aprender cómo cambia su estructura la célula en estados de estrés y, por último, la tinción de vitalidad revelará cómo las células pueden ir muriendo cuando no son protegidas de forma adecuada frente a agentes externos. El alumno debe aprender a realizar un trabajo estructurado y protocolizado, teniendo una hipótesis de partida. Tras la toma adecuada de datos, deberán ordenarlos correctamente para alcanzar una explicación lógica de cómo la célula responde a agentes externos..