La restricción en la ventilación durante la primer mitad de la Incubación en gallinas domésticas afecta el desarrollo y la viabilidad Embrionaria

La industria avícola es la actividad pecuaria más importante de México.1 Uno de los puntos clave a los cuales la avicultura actual debe parte de su éxito es la incubación artificial. Ésta se ha perfeccionado tecnológicamente a un ritmo acelerado, con el objetivo de aprovechar este adelanto es imprescindible estudiar las condiciones fisiológicas óptimas para el desarrollo embrionario (DE) de las aves comerciales.² La mejora genética en las estirpes aviares año tras año ofrece un nuevo tipo de embrión que paulatinamente muestra una variación en sus requerimientos fisiológicos, por lo cual se  requiere un ajuste progresivo de lascondiciones físicas de la incubación.^2,3 Un aspecto importante a estudiar es el papel que juega la ventilación, la composición del aire y su relación con la viabilidad del embrión y el impacto de ésta sobre la incubabilidad.^3,4 De acuerdo con De Smit et al (2006),3 al incrementar naturalmente los niveles ambientales de CO2 durante la primera mitad de la incubación, se obtienen mejores resultados en los parámetros de incubación, lo cual posiblemente esta correlacionado con una maduración más temprana y eficiente del sistema surfactante de los capilares aéreos del pulmón, lo cual contribuye a disminuir la mortalidad durante la etapa crítica del cambio de respiración de membrana corioalantoidea (MCA) a pulmonar y posiblemente también está vinculado a un mayor vigor del embrión desde una temprana edad del DE. Es importante determinar el efecto que tiene el aumento gradual de CO2 durante la primera etapa de incubación (primeros 10 días DE) sobre la viabilidad de los embriones de aves reproductoras ligeras y pesadas por medio de la metodología propuesta para el embriodiagnóstico por Juárez et al 2010^.5

Huevos para incubación.- Los huevos fértiles se obtuvieron de aves reproductoras ligeras (Bovans White) de 36 semanas de edad alojadas en Tehuacán, Puebla. Los huevos fértiles de aves reproductoras pesadas (Ross 308) de 37 semanas de edad, se adquirieron en Jojutla, Morelos, México. Los huevos identificados y pesados previamente se asignaron aleatoriamente a cada uno de los tratamientos.

Diseño experimental.- Se realizaron dos experimentos, en el primero se utilizaron huevos fértiles de aves ligeras, el primer grupo fue de no ventilación (NV) con un sello completo del Damper y las aperturas de exhaucio con cinta de Polietileno (P) durante un lapso de 10 días, lo cual permitió un incremento natural en las concentraciones de CO2 dentro de la incubadora (Hova-Bator® Mod. #1583-2009, n=42 huevos); el segundo grupo fue el testigo o ventilado (V), se mantuvo bajo condiciones de incubación estándar para sitios por arriba de los 1,600 m.s.n.m. (0.5% de CO2 y 21% de O2), cada tratamiento constó de 4 repeticiones. En el segundo experimento se utilizó un diseño similar al primero con huevos fértiles de aves reproductoras pesadas, el grupo NV tuvo un sello total del exhaucio y un sello parcial del Damper. Al finalizar el día 10 de incubación, los tratamientos de ventilación limitada y testigo continuaron bajo condiciones de incubación estándar hasta la eclosión. 

Protocolo de incubación.- En el primer experimento la temperatura del bulbo seco del día 1 al 18 de DE fue de 99.8ºF y la del bulbo húmedo de 84ºF, los huevos incubados en todos los tratamientos recibieron un movimiento lateral a su eje vertical de 45º cada hora. De las 444 horas hasta la eclosión no tuvieron movimiento y se les proporciono una temperatura del bulbo seco de 99.0ºF y del bulbo húmedo de 90ºF (De Smith, 2006).3 En la incubación de embriones de alta conformación del segundo experimento, la temperatura del bulbo seco y húmedo para ambos grupos del día 1 al 2 DE fue de 100.0ºF, del día 3 al 7 DE fue de 99.9 ºF, del día 8 al 10 DE fue de 99.7 ºF, del día 11 al 13 DE fue de 99.5 ºF, del día 14 al 15 DE fue de 99.3 ºF, del día 16 al 17 DE fue de 99.0 ºF, y del día 18 al 21 DE fue de 98.4 ºF; la temperatura del bulbo húmedo en ambos grupos experimentales del día 1 al 18 DE se mantuvo en 84.5 ºF. De las 444 horas hasta la eclosión no tuvieron movimiento y se les proporciono una temperatura del bulbo húmedo de 90ºF.2,3,4,6 

Parámetros de incubación a evaluar.- Se determino la pérdida de humedad de los huevos de cada máquina al día 10 y 18 DE. Adicional a la determinación de fertilidad se evaluó el porcentaje de incubabilidad y natalidad.

Evaluación de mortalidad embrionaria por etapas.- Una vez realizado el ovoscopiado para efectuar la transferencia de los embriones vivos al día 18 de incubación, y después de las 510 horas de incubación, se efectúo el embriodiagnóstico (EMDx) en cada grupo de incubación, el EMDx considero cuatro etapas: I (día 1 al 7), II (día 8 al 17), III (día 18 al 21) y IV (Picados no nacidos).⁵ 

Análisis estadístico.- Los datos porcentuales de incubación se transformaron con el  arcoseno de la raíz cuadrada de la proporción. Los datos se sometieron a un análisis de varianza (GLM); con diferencia significativa ésta se discernió por medio de la prueba de comparación múltiple de medias de Tukey (P<0.05). Los datos porcentuales de la mortalidad embrionaria por etapas, se evaluaron por medio de Xi2, a una significancia de P<0.05.⁷ 

Primer estudio (Bovans White).- La pérdida de peso al día 18 DE en el grupo de ventilación limitada fue de 10.6%, sin diferencia con el 11.36% del grupo testigo. La concentración de CO₂ el día 10 DE en el grupo NV fue de 12,007 ppm, mayor (P<0.05) a las 1,981 ppm del grupo testigo. La concentración promedio de CO2 del día 11 al 17 de incubación en el grupo testigo fue de 2,632 ppm, menor (P<0.05) a los 3,159 ppm del grupo NV. Los días 18, 19 y 20 DE no hubo diferencia entre tratamientos. Al día 21 la concentración de CO₂ en el grupo NV fue de 3,365 ppm, sin diferir con las 2,861 ppm del grupo testigo. La concentración de O2 el día 10 de incubación en el grupo NV fue de 19.0% menor (P<0.05) al 19.6% del grupo testigo, el resto del periodo de incubación no hubo diferencia estadística entre grupos. El grupo NV mostró un total de 55% de pollitos nacidos de fértiles, superior en 3 puntos al grupo testigo, sin diferir entre sí (Cuadro 1). El grupo NV mostró 12.43% de mortalidad embrionaria temprana, mayor (P<0.05) a la del grupo testigo. En la mortalidad embrionaria de la etapa II el grupo NV mostró un 13.2%, mayor  P<0.05) al 11.67% del grupo testigo. En la mortalidad embrionaria de la etapa III, el grupo NV presentó 5.87%, menor (P<0.05) al 10.82% del grupo testigo. La mortalidad embrionaria en la etapa IV del grupo NV fue 12.76%, sin diferir con el 12.78% del grupo testigo (Cuadro 1). El promedio de la concentración de O₂ en la sala durante la incubación fue 19.88% y 1,213 ppm de CO₂, la temperatura promedio fue de 23.98 °C y 45.65% de HR. 

Segundo estudio (Ross 308).- La pérdida de peso promedio al día 18 DE en el grupo de ventilación limitada fue de 10.56%, menor (P<0.05) al 11.45% del grupo V. La concentración de O₂ al día 10 DE en el grupo NV fue 19.55%, menor (P<0.05) al 19.85% de O2 observado en el testigo, el resto del periodo de incubación no hubo diferencia entre grupos. La concentración de CO2 en el día 10 DE en el grupo con ventilación limitada P fue de 8,780 ppm, mayor (P<0.05) a las 1,339 ppm de CO2 del grupo de ventilación estándar. Las concentraciones de CO₂ del día 11 y hasta el día 21 de incubación difirió los días 13, 14 y 21 DE, en las que fueron mayores (P<0.05) en el tratamiento con ventilación limitada P finalizando con 3,490 ppm y 2,934 ppm el grupo V. El grupo NV, mostró una natalidad de 57.9%, mayor (P<0.05) al 53.2% del grupo de ventilación estándar. El porcentaje de nacidos de fértiles en el grupo de ventilación limitada fue de 70%, mayor (P<0.05) al 56.7% del grupo testigo (Cuadro 2). La mortalidad embrionaria en la etapa I del grupo NV fue de 16.3%, menor (P<0.05) al 17.62% del grupo testigo.

En la etapa II la mortalidad del grupo NV fue de 9.3%, menor (P<0.05) al 17.1% del grupo de ventilación estándar. En la etapa III el grupo NV presentó un 7.43%, menor (P<0.05) al 17.3% observado en el grupo V; en la etapa IV el grupo NV no presentó mortalidad y difirió con el 1.2% del grupo V (Cuadro 2). El promedio de la concentración de gases ambientales en la sala durante la incubación fue de 19.88% de O₂ y 1,040 ppm de CO₂, se registró una temperatura promedio de 24.36 °C y 53.27% de HR.

 

Aunque el grupo NV del primer estudio mostró mayor mortalidad embrionaria en la etapa I y II, con relación al grupo testigo, en la etapa subsiguiente ésta fue menor; posiblemente los embriones sobrevivientes del grupo NV alcanzaron tempranamente un estado morfofisiológico más eficiente en comparación al grupo estándar. En el segundo estudio, la mayor mortalidad embrionaria se registró en el grupo estándar, mientras que el grupo NV mostró una disminución de la mortalidad embrionaria y consecuentemente una mayor incubabilidad. Willemsen et al, (2008)8 al utilizar condicionesde NV (1% de CO₂ 10 días DE) en un grupo análogo al grupo NV del segundo estudio, observaron una disminución de la mortalidad embrionaria, atribuida principalmente a una reducción en el número de embriones en mala posición, con un consecuente incremento en la incubabilidad. Es importante indicar que un análisis del EMDx más detallado de la etapa III y IV conduce a discernir adecuadamente el resultado del proceso incubatorio, es importante que ésta técnica permita categorizar la proporcionalidad de los embriones con mala posición, con alteraciones congénitas y los contaminados;5 además de comparar el peso húmedo y seco de las diferentes estructuras embrionarias entre cada grupo. La mayor proporción de mortalidad en el grupo NV del segundo estudio se ubicó en la primera etapa, lo cual posiblemente estuvo vinculado al manejo previo del huevo, o bien, a la susceptibilidad de algunos de estos embriones a los porcentajes de CO₂ registrados (0.87%), sin embargo, de acuerdo a lo indicado por Willemsen et al (2008),8 es posible que los embriones sobrevivientes muestran mayor fortaleza fisiológica, y por lo tanto un aceleramiento en su DE. El aceleramiento en el DE logrado en el grupo NV muestra la capacidad de los embriones para crecer más rápido bajo condiciones de hipercapnia e hipoxia relativas durante esta primera mitad del DE.

Al analizar la producción de CO₂ de embriones Gallus gallus, de huevos fértiles almacenados por 4 o 14 días, Fasenko et al (2003),⁴ determinaron que el área de la vasculosa y de la MCA se desarrollan a un ritmo diferente, lo cual atribuyeron a diferencias en el metabolismo basal de los embriones, las cuales fundamentaron en las diferentes tasas de apoptosis y necrosis que muestran los embriones de uno u otro grupo de almacenaje, estos eventos celulares hacen que el embrión capte de manera distinta la cantidad disponible de O₂; con base a la metodología del presente estudio, al limitar la tasa de ventilación estos órganos respiratorios primarios posiblemente muestran una modificación estructural, lo cual contribuye al aceleramiento del DE acompañado de un incremento en la concentración de CO₂ y una disminución progresiva del O₂ ambiental; una de las explicaciones a este aceleramiento del DE fue propuesta por Chan y Burggren (2005)9 quienes al exponer a embriones en desarrollo a condiciones de hipoxia severa (15%), determinaron que la masa de la MCA no se reduce, al contrario, al día 18 del DE ésta presentó una mayor masa volumétrica (40- 60%) en comparación con los embriones testigo, lo cual indica que bajo condiciones de hipoxia, la MCA aumenta su eficiencia en la captación de oxígeno. En el segundo estudio se registró una concentración de 0.87% de CO₂, la cual fue mayor a lo recomendado para una ventilación estándar, sin embargo, esta concentración de CO₂ no perjudicó el desarrollo del embrión ni los parámetros de incubación. Estas concentraciones de CO₂ alcanzadas naturalmente favorecen aparentemente la tolerancia fisiológica temprana a concentraciones crecientes de este gas.

Los resultados del grupo NV del primer estudio sugieren que la concentración de CO₂ alcanzada (1.2% de CO₂), aumenta la tasa del DE, lo cual es acorde con lo observado por De Smit et al (2006)³ con embriones de reproductoras pesadas de 45 semanas de edad (1.5% de CO2), donde observaron mejores parámetros de incubación debido principalmente a un mayor número de embriones sobrevivientes a esta condición de NV; sin embargo, los embriones de la estirpe ligera del primer estudio, mostraron menor eficiencia para alcanzar un estado homocinético que les permitiera adaptarse a las condiciones medioambientales de NV del interior de la incubadora. Es evidente que la misma concentración de CO₂ que en embriones de alta conformación es benéfica  en embriones de aves ligeras puede mostrar otro efecto. La diferencia porcentual en la incubabilidad entre el grupo NV y V del segundo estudio fue de ~10.22%; mientras que De Smit et al (2006)³ en el grupo NV obtuvieron 89.25% y 85.35% en el V; en 2008 el mismo autor registró 92% en el grupo NV y 91.5% en el V; Willemsen et al (2008)8 obtuvo 98% en el NV y 92% en el V, la mayor parte de estos estudios indican una diferencia entre los dos tipos de ventilación (NV vs V); todos estos estudios al incubar al nivel del mar obtuvieron parámetros de incubabilidad más altos que los del presente estudio, sin embargo, la mayor distancia porcentual entre el grupo NV y V se registra en el segundo estudio del presente trabajo, lo que indica que el efecto de NV es más eficiente cuando la incubación se efectúa a una gran altitud de m.s.n.m. que cuando se efectúa a nivel del mar, ya que aunque existe diferencia estadística del porcentaje de incubabilidad entre el grupo NV y V, esta mejora en algunos casos no es mayor al 1%.^3,8 

Las altas concentraciones de CO2 durante la primera mitad de la incubación aún no se utilizan de forma práctica, con la finalidad de desarrollar protocolos que consideren las concentraciones óptimas de cada uno de los gases involucrados durante cada una de las etapas del DE temprano se requiere efectuar más investigación que permita conocer precisamente cuál es o cuáles son los mecanismos fisiológicos por medio de los cuales el CO2 modifica la trayectoria del DE durante la incubación. Se requiere además Implementar una metodología más detallada del EMDx que ayude a discernir más certeramente los efectos de la incubación sobre el DE y el grado de viabilidad embrionario alcanzado.

Los autores agradecen a la D.G.A.P.A.- U.N.A.M. por el apoyo económico otorgado a través del proyecto PAPIIT IN 220909-3 para la realización del presente estudio. 

 

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