Estrés por calor y características de composición

ESTRÉS POR CALOR Y CARACTERÍSTICAS DE COMPOSICIÓN DE LA LECHE EN VACAS
CRIOLLO LECHERO TROPICAL MEXICANO
Antonio Hernández Beltrán1, Víctor M. Salinas Zarate2, Patricia Cervantes Acosta3, Belisario
Domínguez Mancera4 y Francisco Juárez Lagunas5.
1
Académico TC Laboratorio Alteraciones Funcionales, 2Estudiante de Maestría. 3Académico TC,
Laboratorio de Lactología, 4Académico TC y 5 Académico TC. Facultad de Medicina Veterinaria y
Zootecnia, Universidad Veracruzana, Circunvalación y Yañez s/n. Colonia Unidad Veracruzana. CP
91710. Veracruz, México (52) 229 944053 [email protected] www.uv.mx/fmvz
EJE TEMÁTICO: PRODUCCIÓN PRIMARIA.
Resumen
Con el propósito de estudiar el efecto del estrés calórico sobre la composición de la leche en vacas
de la raza Criollo Lechero Tropical, 85 vacas de un hato manejados como ganado de doble propósito
en Veracruz, México, fueron expuestas al calor estresante, en cinco ocasiones, durante dos veranos.
El indicador de seguridad climática ITH (índice de temperatura y humedad) y la respuesta fisiológica
al calor elevado (RCE) por medio de la temperatura rectal y el número de respiraciones por minuto
permitió establecer tres grupos que responden de manera distinta y significativa (>P 0.05) al estrés;
sin estrés (36%), moderado (29%) y alto (35%), el estudio considero además; el número de partos
(NP), la época del año y el mes de lactancia (ML). A partir de los grupos fue posible asociar el RCE
con la producción en Kg/lactancia ajustados a 305 días (PL) y la composición de la leche (CL); Grasa,
Proteína, Caseína, Lactosa, Sólidos no grasos y Sólidos totales en gr/l-1 así como la relación
Caseína/Proteínas Totales (CA/PT%). Los resultados muestran que el indicador ITH resulto
significativo (P< 0.0001), y en consecuencia el ML, sobre la PL y todos los componentes de la CL;
mientras que el NP afecta únicamente a lactosa y la relación % CA/PT, y la RCE al % CA/PT sin
afectar componentes y producción.
Palabras clave: ITH, doble propósito, estrés calórico.
Metodología. El trabajo fue desarrollado en un clima cálido – húmedo, con lluvias en verano y
esporádicas en el resto del año, clasificado como AW2 (Vidal, 2005); para determinar el tipo de
respuesta al clima de verano de la región, 85 vacas de la raza Criollo Lechero Tropical (CLT),
provenientes de Centroamérica y mantenidas en México desde la década de los años sesenta, bajo
un sistema rústico de explotación de doble propósito para producción de queso artesanal, ubicadas
en tres ranchos costeros del centro del estado de Veracruz; fueron estudiadas durante dos veranos
consecutivos, para establecer el tipo de respuesta al calor elevado (RCE) y la humedad relativa altas
(HRA), expresadas ambas por medio del indicador de confort animal ITH (índice de temperatura y
humedad), de acuerdo a lo propuesto por Armstrong, (1994). Se consideraron los indicadores de
respuesta fisiológica; temperatura rectal (TR en °C) y número de respiraciones por minuto (rpm) por
observación y conteo de los movimientos del flanco lateral (Radostits et al., 2002) en sesiones
matutina y vespertina. El análisis multivariado tipo cluster (STATISTICA V. 6.0), de los datos
registrados de las respuestas fisiológicas estudiadas, consideraron el valor del indicador ITH y el tipo
de muestra; matutina (7:00 – 9:00) (M) o vespertina (17:00 – 19:00) (V), determinando así, grupo y el
tipo de respuesta de los animales al clima estresante. Muestras mensuales de leche obtenidas de las
vacas en los tres hatos, el número de partos (NP), la época del año (EA); secas y lluvias, fueron
analizados durante un año, para asociarlos a la producción media diaria y a los componentes grasa
(G), proteína total (PT), caseína (C), relación proteína/caseína (CA/PT), lactosa (L), sólidos no grasos
(SNG) y sólidos totales (ST) de acuerdo a la norma oficial mexicana NOM-F-026 (1997). El efecto del
estrés por calor de las vacas sobre la composición de la leche (CL) se obtuvo al analizar el grado de
estrés calórico con resultados obtenidos de la composición láctea, utilizando el análisis de la variancia
de una sola vía en el módulo GLM (Modelo Lineal General) del paquete estadístico, STATISTICA V.
6.0.
Resultados y discusión. Los valores del ITH V, superaron los índices de confort animal por encima
del índice ganadero de seguridad climática; < 74, valores reportados como capaces de producir
alteración funcional en las vacas (Armstrong, 1994), las diferencias entre el ITH M y V de alrededor
de 74 y 84, respectivamente fueron significativos (P < 0.5) (Figura 1). Para Armstrong, este último
valor debe de ser considerado como de alarma y compromete la fisiología animal.
86
84
82
80
ITH78
76
74
Media
Media+/-D.E.
Media +/-1.96*D.E.
72
1
2
(1) 7 a 9:00; (2) 17a 19:00 hr
Figura 1. Valor de ITH matutino y vespertino en los ranchos de la raza CLTM, promedios de cinco
observaciones en días de calor y humedad relativas altas en dos veranos consecutivos.
En este entorno climático se logró establecer que las vacas CLT responden de manera diferente al
calor elevado y a la HRA, el análisis multivariado tipo cluster arrojo tres grupos de acuerdo a la
manifestación fisiológica expresada; vacas sin estrés (SE), vacas con estrés moderado (EM) y vacas
con estrés alto (EA). En el cuadro 1 se observa la asociación entre el clima durante la época de
estudio y la respuesta fisiológica de los animales.
Tabla 1. Asociación de la respuesta al calor y humedad relativa altas con variables fisiológicas de
vacas CLT durante la época de temperaturas y húmedad elevada en Veracruz, México.
Cluster para temperatura rectal y frecuencia respiratoria (μ ± D.E.)
n = 85
Grupo
Sin estrés
Estrés
moderado
Estrés alto
Temperaturas rectal (º C)
Frecuencia respiratoria (rpm)
n
Matutino
7:00 – 9:00
Vespertino
17:00 – 19:00
Matutino
7:00 – 9:00
Vespertino
17:00 – 19:00
30
37.75 ± 0.81a
38.12 ±0.46ª
34.60±17.64a
26.38±5.30ª
25
b
38.16 ± 0.38
b
39.01±0.56
34.80±8.90
50.38±7.50b
30
38.22 ± 0.39b
39.80±0.61b
39.04±8.70a
82.00±12.09c
a
D.E. Desviación Estándar
Literales diferentes en la misma columna entre fila para cada factor, son significativas (p< 0.05)
Al retar estos animales durante cinco ocasiones a condiciones de alerta del índice de confort ITH,
durante dos veranos consecutivos, un grupo no modificó sus rpm, mientras que otros las triplicaron, lo
cual demuestra el carácter heterogéneo de la población de CLTM, ya que los subgrupos; SE, EM y
EA, con porcentajes similares de individuos, responden de manera diferente al mismo clima. Una
tolerancia importante al calor se reportó en trabajos anteriores llevados a cabo con la raza CLT en
Centroamérica (de Alba,1985; Rizzi et al., 2002).
La tabla 2, muestra los valores promedio de la producción (Kg/día) y composición principal de la
leche (gr/L-1), así como las medias mínimas cuadráticas. Los efectos E, ITH y el ML son quienes
poseen respectivamente en orden de importancia un efecto significativo (p<0.0001) sobre la
producción y los componentes; por otro lado, el número de partos afecta únicamente a L y la relación
CA/PT, sin afectar componentes y producción.
Tabla 2. Promedio y Medias mínimas cuadráticas para el indicador de la producción de leche y su
composición en vacas CLT.
Respuesta
Número
Mes de
µ ± DE
al estrés
ITH
Indicador
de partos
Época
lactancia
calórico
Kg de leche
3.70 ± 1.53
2.9111
15.5534***
2.8541
1.1127
12.7227***
Grasa gr/l-1
36.98 ± 4.31
0.3043
8.3075****
2.7580****
0.4504
11.8336****
-1
37.2 ± 7.0
0.0702
7.9643****
0.9196****
0.0631
5.4296****
-1
29.3 ± 4.0
0.1578
4.5664****
0.5689****
0.0247
3.1255****
-1
46.1 ± 3.5
0.2090**
0.0011
0.1427
0.1713
0.2703
91.9 ± 6.4
0.522
10.7657****
0.514
0.060
6.9694****
ST gr/l
130.4 ± 9.23
21.1920****
1.1384
0.3797
9.4751****
CA/PT %
76.68 ± 4.40
0.9716
79.9877**
**
1.3914
9.5562
Proteína gr/l
Caseína gr/l
Lactosa gr/l
-1
SNG gr/l
-1
52.8460*** 0.6682
n = 85 vacas (2040 observaciones). Significancia estadística = ** P< 0.05; *** P< 0.005; ***** P< 0.0001
Se puede interpretar que la raza CLT posee una respuesta a los cambios de temperatura para la
síntesis y composición de leche, y que los componentes que muestran mayor variabilidad son G, PT y
CA. Stalling (1998), reporta cambios por efectos ambientales en composición láctea de ganado
lechero, observando que, durante el periodo caluroso, se reduce la producción así como la
concentración de G y PT, estos cambios con respecto con la E templada, causan una disminución en
el orden de un 0.3 y 0.6 gr/l-1 para G y PT respectivamente, con respecto a L, no se reportan
cambios, mientras que las PT se muestra mas sensible a los cambios medioambientales. Valtorta et
al., (2000), en condiciones tropicales encuentran un comportamiento similar con una reducción de
0.34 y 0.28 gr/l-1 para G y PT respectivamente.
Los efectos época e ITH observados en este trabajo, resultan interesantes debido a que de la
concentración y relación G - PT, la relación esperada era de al menos 1.05 (Mustafa, 2001) y se
encontró de 1.01, considerada como adecuada por el destino de la leche de estas vacas para la
industria láctea local. Así mismo la relación PT-G, reportada para la raza Suizo Pardo es de 0.82
(Heinrichs et al., 2005; Hutjens, 2005), se encontró en CLT el valor se 0.98. La comparación con
Suizo Pardo, debido a que de las razas Bos taurus, en CL muestran un comportamiento similar a
CLT, según lo reportado por Cervantes (2005), Heinrichs et al., (2005) y Hutjens (2005).
La producción promedio de leche a lo largo de este estudio fue de 3.70 ± 1.53, ligeramente mayor a
los 3.1 Kg. obtenido en el periodo seco, existiendo diferencia significativa (p< 0.05) entre las épocas
con 3.1 ± 1.31 para el periodo seco y lluvias de 3.9 ± 1.52 (µ ± DE).Esto se explica porque, las vacas
ante a un evento de estrés ven afectadas ambas, su producción y su bienestar, lo que medido en
respuesta fisiológica a una elevación de temperatura responden reduciendo su producción. Si la
temperatura durante la noche no disminuye a niveles que permitan la pérdida de calor del animal y,
por lo tanto la recuperación del balance térmico adecuado, se producirán situaciones de estrés
inmanejables, que determinarán variaciones en la respuesta productiva, tanto en rendimiento como
en calidad de la leche obtenida, (Valtorta, 2003).
Este tipo de situación es común cuando se desarrollan ondas de calor, en condiciones en las que se
ven disminuidas las posibilidades de que los animales eliminen los excesos de calor por contar con
muy pocas horas de ambiente confortable a lo largo del día. Por esta razón Gallardo et al., (2005),
proponen la introducción de sistemas de manejo que incluyan, o bien la disminución de la carga
calórica recibida, o el aumento de las pérdidas de calor por parte del animal a lo largo del día.
Los resultados de este trabajo llevan a considerar la posibilidad de sugerir que las vacas en ordeña
de los rebaños estudiados, sean sujetas a un proceso de enfriamiento que puede ser desde pastoreo
en potreros con áreas de sombreadero, hasta refrescado por ventilación y aspersión, lo que, como
reportan Valtorta y Gallardo (2004), mejora la productividad y composición láctea. Del análisis de
asociación entre los tres tipos de respuesta al estrés por calor con el rasgo de producción de leche,
no se observaron diferencias significativas, aunque se manifiesta una ligera tendencia a la
disminución en la producción cuando se incrementan las condiciones de estrés. Los valores para
cada tipo de respuesta (Kg) fueron; SE 3.43 ± 0.21, EM 3.44 ± 0.18 y 3.21 ± 0.18.
Estos valores son menores a lo reportado por Guerrero et al., (2004), quienes encontraron en un
rebaño de CLT en condiciones de manejo similares, una producción promedio de leche de 5.3 ± 0.4
Kg, este nivel de producción es el que se ha reportado para animales de doble propósito en esta
región de México, (Corro et al., 1999; Osorio y Segura, 2005). Guerrero et al., (2004), reportan para el
CLT en esta misma región valores de producción media de leche de 5.3 ± 0.4 Kg/día, grasa 39.2 gr/l1
, proteína 39.0 gr/l-1, caseína 32.2 gr/l-1, lactosa 38.0 gr/l-1, sólidos no grasos 86.0 gr/l-1 y sólidos
totales 127.0 gr/l-1, sobre esta misma raza se observó que el comportamiento fisiológico, se relaciona
con un bajo volumen por lactancia, elemento que influye elevando la concentración de sus
componentes. Este resultado muestra que las vacas que en periodo de sequía sufren mayor estrés
por calor, son las que tienen una mayor concentración de grasa y proteína en leche (p< 0.01),
razones de carácter metabólico–nutricional, podrían estar relacionados con esta respuesta. Valtorta et
al., (2000), analizaron la producción (Kg), el contenido de grasa y proteína en leche de vacas durante
el verano en Argentina y lo relacionaron con valores de ITH; encontrando una relación negativa y
significativa (p< 0.05) de la producción de leche y el porcentaje de proteína, con el valor de ITH. Wets
et al., (2003), reportan que la leche de vacas Jersey y Holstein, en ordeños vespertinos, aumenta de
temperatura a 39.6 y 39.2, respectivamente, durante la época calurosa, relacionando estos aumentos
vespertinos de temperatura en la leche, a un aumento igual de la temperatura del aire y del ITH, al
mismo tiempo que declinan de una manera lineal, el consumo de MS y la producción de leche. Como
es de esperarse, en este trabajo se obtuvo un efecto igual en los valores de ITH, siendo significativos
(p< 0.01).
Las modificaciones medioambientales ocurridas entre la mañana y la tarde, en la época de calor,
pueden generar momentos críticos que estresan a los animales, situación que puede no darse en los
horarios matutinos, donde las temperaturas son por lo general no estresantes.
Arieli et al. (2004), evaluaron el efecto de dos concentraciones de proteína bruta una alta y otra baja,
sobre la composición y eficiencia en la producción de leche bajo condiciones ambientales calidas;
resultados de 34 y 35 Kg/d de leche, 31.0 y 34.0 gr/l-1 de proteína y 32.0 y 31.0 gr/l-1 de grasa, para
las concentraciones altas y bajas de Proteína bruta (PB) respectivamente; el resultado de calcular el
valor de la eficiencia de la proteína láctea fue de 0.31 y 0.32 para las dietas bajas, y 0.28 y 0.29 para
las dietas altas en proteína; cambios en la condición corporal tendieron a ser mayores en las dietas
bajas en PB, concluyendo que dietas bajas en PB son adecuadas para mantener la producción de
leche en épocas de estrés por calor ya que proporciona la fuerza para la evaporación y una
degradabilidad ruminal apropiadas. Kamiya et al., (2005), reporta que la concentración de proteína en
leche decrece (p< 0.01) bajo condiciones de altas temperaturas. Al mismo tiempo demostraron, que la
utilización de Nitrógeno (N) en leche tiende a decrecer bajo ambientes de alta temperatura (p< 0.10),
por lo tanto, la utilización de N para la producción de leche en elevadas temperaturas es causada
principalmente por una reducción de la ingesta y las temperaturas elevadas. Por otro lado, el número
de partos influyó sobre la composición de la leche, esta variación resultó significativa para la lactosa
(gr/l-1) y la producción de leche (Kg) (p< 0.001), estas diferencias acusan una disminución de estos
valores con el numero de partos, siendo más notable en el quinto parto.
Las variaciones en la respuesta productiva (Kg/d de leche) de la vaca CLT muestran una diferencia
significativa disminuyendo ambas, la producción y la composición Láctea en la medida en que las
vacas aumentan su historial de partos, particularmente con lo relacionado a la Lactosa y a la
producción, considerada en Kg/d donde las diferencias son significativas (p< 0.001).
Conclusiones. La producción de leche en CLT es menor (P< 0.05) en la época de sequía con mayor
concentración de sólidos (p< 0.05), mostrando en general una composición estable, una correlación
adecuada entre G y PT, cercano o por encima de la unidad. Se encuentra afectado el índice CA/PT
en el grupo de menor adaptación y no se exhiben diferencias entre los grupos de acuerdo a la
respuesta fisiológica adaptativa.
Referencias bibliográficas:
1. Arieli, A., Adin, G. y Bruckental, I. (2004): The effect of protein intake on performance of cows in hot
environmental temperatures. J. Dairy Sci. 87: 620–629.
2. Armstrong, D.V. (1994): Heat stress interaction with shade and cooling. J. Dairy Sci. 77: 2044 –
2050.
3. Cervantes, A.P. (2005): Caracterización de la producción y composición láctea en vacas de
diferentes genotipos en Veracruz, México. Tesis Doctoral. CENSA. Cuba.
4. Corro, M., Rubio, I., Castillo, E., Galindo, L., Aluja, A., Galina, C.S. y Murcia, C. (1999): Effect of
blood metabolites, body condition and pasture management on milk yield and postpartum intervals
in dual- purpose cattle farms in the tropics of the State of Veracruz, México. Preventive Veterinary
Medicine 38:10-117.
5. de Alba, J. y Kennedy, B.W. (1994): Genetic parameters of purebred and crossbred Milking Criollos
in Tropical México. Anim. Prod. 58: 159 – 165.
6. Gallardo, M.R., Valtorta, S.E., Leva, P.E., Gaggiotti, M.C., Conti, G.A. y Gregoret, R.F. (2005): Diet
and cooling interactions on physiological responses of grazing dairy cows, milk production and
composition. International Journal of Biometeorology. 50:2 90-95
7. Guerrero, H.L.J. (2005): Caracterización del ciclo estral y conducta reproductiva en vacas Criollo
Lechero Tropical sincronizadas con diferentes dosis de PGF2α.Tesis. Maestro en Ciencias.
Programa en Agroecosistemas Tropicales. Colegio de Postgraduados, Campus Veracruz. México.
52p.
8. Guerrero, H.J., Cervantes-Acosta, P., Cisneros-Rubio, N., Becerril-Pérez, C.M., Pérez-Hernández,
P., Rosendo-Ponce, A. (2004): Composición láctea y rendimiento quesero de vacas de la raza
criollo lechero tropical. Memorias Congreso Nacional Agroindustrial Universidad Autónoma de
Chapingo, Chapingo, Edo. Mex. México.
9. Heinrichs, J., Jones, C. y Bailey, K. (2005): Milk Fat and Protein Variation in Your Dairy Herd. En
Proceedings of 2005 Dairy Cattle Nutrition Workshop, Myers AL edit. New Dairy Nutrition
Publication. PennState.USA.uy77.
10. Hutjens, M. (2005): Nutritional Troubleshooting: Back to Basics. En Proceedings of 2005 Dairy
Cattle Nutrition Workshop, Myers AL edit. New Dairy Nutrition Publication. PennState.USA.
11. Kamiya, M., Iwama, Y., Tanaka, M. y Shioya, S. (2005): Effects of high ambient temperature and
restricted feed intake on nitrogen utilization for milk production in lactating Holstein cow. J. Anim Sci.
76: 217 – 223.
12. Mustafa, A.F. (2001): Lactation Biology. Lectures of Courses on Line. Department of Animal
Science. Mc Donald of McGill University, Ca.
13. Radostits, O. M. Mayhew, I.G. y Houston, D.M. (2002) Examen y diagnóstico clínico en
veterinaria. Harcourt. Madrid. 771 P.
14. Rizzi, R., Anzola, J.C., Hahn, M. y Cerutti, F. (2002b): Influencia de los factores climáticos sobre
la producción de leche y la reproducción en razas criadas en condiciones tropicales. Reunión ALPA.
La Habana. Cuba. DP 21.
15. Rosalía Vidal Zepeda. R. (2005) Las regiones climáticas de México 1.2.2. Instituto de Geografía.
UNAM. México. P. 123 – 147. Disponible URL: www.igeograf.unam.mx.
16. Stalling, C.CH. (1998): Nutrition changes mil composition. Dairy Science, Publication of Virginia
Cooperative Extension. Virginia Tech Institute.
17. Valtorta S.E. (2003): Manejo del estrés térmico y composición de la leche. En: Temas de
producción lechera. Memorias Expoláctea, 2003, INTA Rafaela, Argentina.
18. Valtorta, S.E., Scarpati, O.E., Leva, E.P., Gallardo, M.R. (2000): Summer environmental effects on
milk production and composition in an Argentina grazing system. Biometeorology and urban
climatology at the turn of the millennium. WCASP. WMO/TD-Nº 1026 WMO.
19. Valtorta S.E. y Gallardo M.R. (2004): Evaporative cooling for Holstein dairy cows under grazing
conditions. International Journal of Biometeorology. 48:4, Pag. 213-217.
20. Wets, J.W., Mullinix, B.G. y Bernard, J.K. (2003): Effects of hot, humid weather on milk
temperature, dry matter intake, and milk yield of lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 86:232 – 242.