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Respiracion en vacas

Frecuencia respiratoria en ganado holstein con diferente color de pelaje bajo condiciones de verano en Baja California Sur

Publicado: 9 de agosto de 2011
Por: MC. Jose Clemente Leyva Corona, Osuna J.D.A., Ávalos R.C y Morales I.P.M. Centro de Investigación Regional del Noroeste del INIFAP. México
Resumen
Para determinar el efecto del color del pelaje sobre la frecuencia respiratoria en ganado lechero bajo condiciones cálidas del valle de Santo Domingo, BCS, 30 vacas Holstein fueron agrupadas por color de pelaje claro (Pc), pinto (Pp) y oscuro (Po). De Junio a Agosto (2009), la frecuencia respiratoria (FR) fue medida por grupo entre las 14:00 y 15:00 h. Se registró la temperatura del agua (Ta), del suelo al sol (TSl), en sombra (TSm), del bulbo seco al sol (TBSl) y a la sombra (TBSm). La temperatura ambiental (TA) y humedad relativa (HR) se colectaron de una estación climática cercana. La climatología se promedió considerando la semana de muestreo y 24 h previas a la medición de FR. Se calculó el Índice de temperatura-humedad (ITH). Se observó una menor (P<0.05) FR en vacas con Pc (70.05 resp/min) respecto a Po (81.36 resp/min), mientras que Pp (75.18 resp/min) fue similar (P>0.05) a ambos. El ITH presentó mayor correlación (r=0.66;) con FR que el resto de las variables climáticas (P<0.001). La frecuencia respiratoria e ITH observados indicaron niveles considerables de estrés calórico en cualquier pelaje durante el verano en el valle de Santo Domingo, aunque la intensidad del color oscuro fue determinante.
Palabras clave: estrés calórico, color de pelaje, frecuencia respiratoria, ITH.

Introducción
La temperatura y humedad relativa registradas al noroeste de México, afectan la estabilidad fisiológica del ganado Holstein en los meses cálidos. En esta temporada, la vaca modifica su comportamiento y sistema de termorregulación, siendo inevitable que su desempeño productivo se afecte negativamente (Correa et al., 2009; Leyva et al., 2009). Debido al progreso genético que se ha alcanzado en los últimos años, se considera que el Índice de Temperatura-Humedad (ITH) ya no es tan preciso para la vaca actual, sin embargo, se sigue utilizando como indicador de estrés calórico (EC) (Dikmen y Hansen, 2009). Otro indicador de EC es la frecuencia respiratoria (FR), que en conjunto con el ITH pueden ser herramientas económicas y prácticas en campo para identificar el EC en los establos. Factores intrínsecos en el animal potencializan el efecto de las altas temperaturas, ya que algunos estudios ha demostrado que los colores oscuros en el pelaje del ganado Bos Taurus, captan mayor calor ambiental respecto a los claros (Brown-Brand et al., 2006; Brown-Brand y Jones, 2007), siendo una variable adicional en la capacidad de regulación térmica del animal. La cuenca lechera del valle de Santo Domingo, B.C.S., se localiza en una zona árida y cálida, por lo que es probable que durante el verano se presenten situaciones de estrés calórico en el ganado lechero, especialmente en los de colores oscuros. Con base en lo anterior, el objetivo del presente estudio fue identificar el nivel de estrés calórico en ganado con diferente color de pelaje midiendo la frecuencia respiratoria y calculando el ITH bajo las condiciones de verano en el valle de Santo Domingo, BCS, México.  

Materiales y métodos
En un establo comercial ubicado (25° 15'''' 36.89"N y 111° 37'''' 27.58"O) en el valle de Santo Domingo en Baja California Sur México, 30 vacas Holstein multíparas fueron seleccionadas al azar de un lote de 63 animales entre los 120 a 160 días en leche y con nivel de producción similar (22 a 25 kg/d), para ser agrupadas (King et al., 1988) por color de pelaje claro (Pc= >60% blanco), pinto (Pp= 40 a 60% negro) y oscuro (Po= >60% negro). Las vacas se alojaron en el mismo corral (23 m2/vaca) con libre acceso a sombra central (2.5 m2/vaca), agua (pila de concreto) y alimento. Del 19 de Junio al 13 de Agosto de 2009, semanalmente la frecuencia respiratoria (FR) se midió contando visualmente los movimientos costales (respiraciones por minuto) de las vacas de cada grupo durante las horas (14:00 y 15:00 h) más cálidas del día. En cada medición de FR, con un termómetro digital se media la temperatura del agua (Ta), suelo directo al sol (TSl), suelo en sombra (TSm), así como la temperatura del bulbo seco en el sol (TBSl) y a la sombra (TBSm). Los registros diarios de temperatura ambiental (TA) y la humedad relativa (HR), fueron colectadas de la red de estaciones agroclimáticas del INIFAP, ubicada a menos de 10 km del establo. La información climática fue promediada considerando la semana de muestreo y las 24 h previas a la medición de FR. Con la misma información de TA y HR se calculó el Índice de temperatura-humedad (ITH) mediante la ecuación ITH= 0.81(T°C)+HR(T°C-14.4)+46.4 (Hanh, 1999). Las mediciones repetidas de FR por semana en cada grupo fueron analizadas mediante el procedimiento GLM del programa SAS (2004) y la comparación de medias se realizó con la prueba t-student (P<005). La FR, Ta, Sl, Sm, TBSl, y TBSm, fueron correlacionadas (PROC CORR) con TA, HR e ITH, para determinar la de mayor influencia sobre las condiciones microclimáticas y fisiológicas en corral.

Resultados y discusión
Se observó una TA, HR e ITH de 25.5°C, 59.9% y 73.1 unidades, respectivamente durante el verano de estudio. Los registros más altos en TA e ITH fueron en las semanas 4 a la 6 que corresponden a los meses de Junio y Julio (Cuadro 1). En ese mismo período, la climatología en corral (Ta, TSl, TSm, TBSl y TBSm) también fue mayor. La TBSl y TBSm, indican temperaturas por arriba de la zona de confort térmico (5 a 15°C) y del umbral  térmico máximo (25°C) en la vaca Holstein (Hahn, 1999). Para el caso de HR, se observaron valores entre 56 a 64% en las mismas semanas (6 y 7) en que se registraron las temperaturas más cálidas del estudio. Berman, (2006), señala que en verano, a partir de una HR de 45%, la eficiencia de las vías respiratorias para eliminar calor se reducen y de 55% la eficacia del enfriamiento evaporativo.

Las condiciones de TA y HR en semana 6 y 7, generaron también los niveles más altos en ITH (Sem 6: 76.7 y Sem 7: 76.5). A partir de un ITH >72, la vaca entra en categoría de estrés ligero y se pueden observar efectos negativos en la fisiología y producción por la exposición a periodos cálidos (Morton et al., 2007), sin embargo, considerando la TBSl y TBSm, es probable que el ITH que experimentaron las vacas de este estudio fue de estrés moderado (Armstrong, 1994) en ese horario (15:00 a 16:00). Lo anterior es en parte explicado fisiológicamente con la FR observada (80.94 y 94.60 resp/min) en ambas semanas. A una temperatura de 38.6°C, Ominski et al. (2002) observaron una FR de 87 resp/min en vacas Holstein. En condiciones cálidas (ITH de 80 a 85) al noroeste de México, Correa et al., (2009) reportaron 88 resp/min en ganado Holstein que recibía sólo sombra.

La energía calórica es captada en gran medida por la sombra, lo cual puede observarse en la diferencia de temperatura entre TBSl y TBSm (Cuadro 1). Aun cuando las variables TSm y TBSl mostraron una r= 0.60 y 0.51 (P<0.001), el ITH fue la variable con mayor nivel (P<0.001) de correlación (r=0.66) respecto el resto de las variables (Cuadro 2). Por otro lado, los animales del grupo Pp (75.18 resp/min) y Po (81.36 resp/min), presentaron la FR más alta (P<0.05), especialmente en las semanas cálidas del estudio (Cuadro 3). Brown-Brandl et al. (2006), observaron que a una TA >25°C , los animales con pelaje oscuro fueron 25% más susceptibles al EC que pelajes claros.

Cabe mencionar que durante el estudio, un animal en Pc y otro en Po, mostraron mayor susceptibilidad al calor, ya que en cada medición registraron la tasa respiratoria más alta y en ocasiones, presentaban cambios en la intensidad respiratoria, pasando de alta frecuencia a jadeo y al final a un estado de fatiga, donde las respiraciones eran lentas pero profundas. Lo anterior hace suponer que existen otras características en el animal que las vuelven menos resistentes, aún con colores claros, a lo que pudiéramos denominar vulnerabilidad térmica. En ese sentido, se ha iniciado algunos estudios en México (aun no publicados) sobre Genes o polimorfismos asociados a la resistencia al estrés calórico. En ganado lechero existen estudios que sólo enfocan el efecto de la intensidad del color oscuro sobre la producción (King et al., 1988), eficiencia reproductiva (Becerril et al., 1993) o heredabilidad (Becerril et al., 1994a), sin embargo, el color del pelaje sobre la FR ha sido ampliamente estudiado (Eigenberg et al., 2001; Brown-Brandl et al., 2006; Brown-Brandl y Jones, 2007;) en ganado de engorda, considerando que el modelar la FR, es y sigue siendo buen indicador de estrés calórico, especialmente si se considera no sólo HR, TA e ITH, sino velocidad de viento, radiación solar y temperatura del bulbo seco. En ganado Holstein, la coloración del pelaje es altamente heredable (Becerril et al., 1994a; Becerril et al., 1994b), siendo una alternativa de selección en hatos lecheros para contrarrestar los efectos negativos de los climas cálidos.

Conclusiones
En el valle de Santo Domingo, B.C.S., las condiciones registradas en la estación climática y en corral generaron condiciones de estrés calórico de ligero a moderado en base al bulbo seco, mostrando correlación importante con la tasa respiratoria en el ganado. Además, se observó que los animales con colores claros, son menos sensibles al ambiente cálido que aquellos predominantemente en negro.
 
Agradecimientos
A la Fundación Produce B.C.S., A.C., por el apoyo financiero en las actividades del proyecto "Validación de forrajes sustitutivos de alfalfa para la producción de leche a bajo costo": Del mismo modo, agradecer al personal del establo E.L.F.A. No 2, por las facilidades brindadas durante el estudio. 
 
Literatura citada
Armstrong, D. V., 1994. Heat stress interaction with shade and cooling. J. Dairy Sci. 77:2044.
Becerril, C. M., C. J. Wilcox, T.J. Lawlors., G.R. Wiggans y D. W. Webb. 1993. Effects of percentage of white coat color on Holstein production and reproduction in a subtropical environment. J. Dairy Sci. 76:2286-2291.
Becerril, C. M., C. J. Wilcox, M. S. Campos, y P. J. Hansen. 1994a. Genetic effects and relationship of milk production and percentage of white coat in a subtropical Holstein herd. Rev. Brasil. Genet. 17:65-68.
Becerril, C. M., C. J. Wilcox, G.R. Wiggans y Sigmon, K.N. 1994b. Transformation of Measurements Percentage of White Coat Color for Holsteins and Estimation of Heritability. J. Dairy Sci. 77: 2651-2657.
Berman, A. 2006. Extending the Potential of Evaporative Cooling for Heat-Stress Relief. J.Dairy Sci. 89:3817-3825.
Brown-Brandl TM, Eigenberg RA y Nienaber JA. 2006. Heat stress risk factors of feedlot heifers. Livestock Sci. (105):57-68.
Brown-Brandl T.M. y Jones D.D. 2007. Development and validation of an animal susceptibility model. An ASABE Meeting Presentation. Paper Number: 074081 Minneapolis Convention Center, Minneapolis, Minnesota, EU. pp 17-20.
Correa, C.A., C. Leyva, L. Avendaño, F. Rivera, R. Díaz, F.D. Álvarez, F. Ardon y F. Rodríguez. 2009. Effect of artificial cooling and its combination with timed artificial insemination on fertility of Holstein heifers during summer. J. Appl. Anim. Res. 35:59-62.
Dikmen, S. y P.J. Hansen. 2009. Is the temperature-humidity index the best indicator of heat stress in lactating dairy cows in a subtropical environment­?. J. Dairy Sci. 92:109-116.
Eigenberg  R. A., G. L. Hahn, J. A. Nienaber, T. M. Brown-Brandl,  y D. E. Spiers. 2001. Development of a new respiration rate monitor for cattle. ASAE. Vol. 43(3): 723-728.
Hahn, G.L. 1999. Dynamic responses of cattle to thermal heat loads. J. Dairy Sci. 77(suppl 2):10-20.
King V.L. S. K. Deniese, D. V. Armstrong, M. Torabi y F. Wiersma.  1988. Effects of a Hot Climate on the Performance of First Lactation Holstein Cows Grouped by Coat Color. J Dairy Sci 71:1093-1096.
Leyva C.J.C., Félix V.P., Osuna A.J.D., Ávalos C.R., Correa C.A., Luna N.P., Munguía X.J.A., Morales M.I.P. y Hernández H.I.R. 2009. Desempeño productivo del ganado lechero controlando la ventilación y aspersión de agua bajo las condiciones semi-húmedas de verano del sur de Sonora. En la XIX Reunión Internacional sobre producción de carne y leche en climas calidos. 8 y 9 de Octubre. Universidad Autónoma de B.C., México. Pp. 179-184.
Morton J. M., W. P. Tranter, D. G. Mayer, y N. N. Jonsson. 2007. Effects of environmental heat on conception rates in lactating dairy cows: critical periods of exposure. J. Dairy Sci. 90:2271-2278.
Ominski K.H., A. D. Kennedy, K. M. Wittenberg y S. A. Moshtaghi Nia. 2002. Physiological and Production Responses to Feeding Schedule in Lactating Dairy Cows Exposed to Short-Term, Moderate Heat Stress. J. Dairy Sci. 85:730-737
SAS. SAS/STAT. 2004. User´s Guide, Software Version 9.1.2 Cary, NC: SAS Institute Inc., USA.
Cuadro 1. Frecuencia respiratoria en ganado lechero expuesto a las condiciones climáticas de verano en el valle de Santo Domingo, BCS.
 
 
Estación climática
 
Climatología en corral
Semana
FR± EE (resp/min)
TA (°C)
HR (%)
ITH (unid)
 
Ta (°C)
TSl (°C)
TSm (°C)
TBSl (°C)
TBSm (°C)
1
55.33 ± 2.53 a
21.3
67.7
64.8
 
22.0
25.0
18.3
32.0
27.0
2
48.45 ± 2.53 a
21.8
63.8
68.8
 
21.5
24.5
18.0
29.0
26.0
3
75.85 ± 3.10 b
24.5
64.7
72.7
 
26.5
35.5
23.0
34.0
29.0
4
83.77 ± 2.62 c
27.6
55.3
76.0
 
27.0
36.0
22.5
36.0
31.0
5
64.70 ± 2.53 d
27.8
50.5
75.7
 
22.0
32.0
21.0
31.0
28.0
6
80.94 ± 2.53 c
28.0
56.0
76.7
 
24.5
32.2
23.0
34.5
29.5
7
94.60 ± 2.53 e
27.1
64.0
76.5
 
23.5
29.0
21.5
34.0
28.5
8
94.22 ± 2.53 e
25.9
57.5
74.1
 
22.0
26.0
20.5
33.0
28.0
Verano
74.73 ± 2.53
25.5
59.9
73.1
 
23.6
30.0
20.9
32.9
28.4
a, b, c, d indican diferencia entre medias de semanas (P<0.05).
TA=temperatura ambiental, HR= humedad relativa, ITH=índice de temperatura-humedad, Ta=temperatura del agua, TSl=temperatura del suelo al sol, TSm= temperatura del suelo bajo sombra, TBSl=temperatura del bulbo seco al sol y TBSm= temperatura del bulbo seco bajo a la sombra
Variables de estación climática representan las condiciones media de la semana de muestreo y de 24 h previas
La climatología en corral indica el promedio de las condiciones en el horario y semana de medición de la FR
La Ta, TSl y TSm, fueron tomadas a 20 cm de profundidad, mientras que la TBSl y TBSm a 10cm del bulbo.
 
Cuadro 2. Correlación de variables climáticas sobre la frecuencia respiratoria del ganado lechero y la climatología del corral durante el verano del valle de Santo Domingo, BCS.
 
FR
Ta
TSl
TSm
TBSl
TBSm
Ta
0.397**
 
0.869**
0.762**
0.596**
0.009
TSl
0.329*
0.869**
 
0.232*
0.638**
0.232*
TSm
0.600**
0.762**
0.232*
 
0.545*
0.052
TBSl
0.511**
0.596**
0.638**
0.545*
 
0.333**
TBSm
-0.010
0.009
0.232*
0.052
0.333**
 
TA
0.601**
0.402**
0.658**
0.786**
0.556**
0.507**
HR
-0.199*
-0.082
-0.464*
-0.421**
-0.331*
-0.720**
ITH
0.664**
0.436**
0.647**
0.815**
0.577**
0.418**
**P<0.001, *P<0.05
 
Cuadro 3. Efecto del color del pelaje sobre la frecuencia respiratoria de ganado lechero  durante el verano en el valle de Santo Domingo, BCS.
 
COLOR DE PELAJE
Semana
Pc
Media ± E.E.
Pp
Media ± E.E.
Os
Media ± E.E.
1
51.50 ± 3.94 a
57.57 ± 2.98 a
59.00 ± 3.94 a
2
44.00 ± 3.94 a
45.85 ± 2.98 a
55.50 ± 3.94 b
3
75.75 ± 3.94 a
75.89 ± 2.98 a
76.00 ± 5.58 a
4
79.25 ± 3.94 a
87.42 ± 2.98 b
84.66 ± 4.55 b
5
69.75 ± 3.94 a
57.85 ± 2.98 b
  66.50 ± 3.94 ab
6
75.50 ± 3.94 a
  78.57 ± 2.98 ab
88.75 ± 3.94 b
7
80.75 ± 3.94 a
94.57 ± 2.98 b
                  108.50 ± 3.94 c
8
84.25 ± 2.94 a
86.42 ± 2.98 a
112.00 ± 3.94 b
Verano
70.09 ± 1.39 a
  75.18 ± 1.10 ab
  81.36 ± 1.50 b
a, b indican diferencia entre medias de pelaje por semana y verano de estudio (P<0.05).
Pc= >60% pelaje claro, Pp= 40 a 60% de pelaje blanco/oscuro y Os= >60% de pelaje negro.
Artículo publicado en las memorias del XX Congreso Internacional sobre Producción de Carne y Leche en climas cálidos. 7 y 8 de Octubre de 2010.  Mexicali Baja California, México.
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Jose Clemente Leyva Corona
ITSON - Instituto Tecnológico de Sonora
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Jose Clemente Leyva Corona
ITSON - Instituto Tecnológico de Sonora
12 de agosto de 2011

Muchas gracias por los comentarios a todos los foristas..... quisiera comentar que en no es nuevo el hecho de que en ocasiones la investigacion en Mexico es un tanto limitada y a veces aprovechamos los recursos. Definitivamente el haber medido tasa metabolica era importante, sabemos que el gasto de energía puede ser del orden de 7 a 35% extra en energía para mantenimiento por incremento en su frecuencia respiratoria cuando esta incrementa de 70 a 130 resp/min. Durante el trabajo empezamos a pesar leche sin embargo en establos comerciales se tiene el problema con el personal (nada desconocido para ustedes) y bueno ese dato decidimos eliminarlo porque los pesajes no se realizaron de acuerdo a la metodología planteada. Los animales eran multiparos (3 a 5 lactancias).

Pablo Chacón
Universidad de Costa Rica
10 de agosto de 2011
Me parece bastante interesante el artículo pero en mi país y según mi experienca he visto problemas de piel en vacas Holstein de color blanco (principalmente con pelaje blanco en el área del anca y el lomo) debido a que son más susceptibles a la intensa radiación solar desarrollando algo como un cáncer de piel dificil de tratar y que no suele curarse del todo ya que los animales que lo presentan una vez suelen seguir padeciendo de estos problemas.
Ricardo E. Caicedo Rivas
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla - BUAP
9 de agosto de 2011
HOLA. INTERESANTE, LO UNICO QUE PUDEO AGREGAR ES PORQUE NO REALIZARON MEDICIONES METABOLICAS PARA PODER DETERMINAR LA PERDIAD DE ENERGIA POR EL ANIMAL CON PELAJE OSCURO EN RALACION AL PELAJE CLARO.ES DE PENSAR QUE EL AUMENTO DE LA TASA RESPIRATORIA INVOLUCRA PERDIDA DE ENERGIA, POR ENDE EL ANIMAL TIENDE A CONSUMIR MAS ALIMENTO PARA BUSCAR UN EQUILIBRIO ENERGETICO..AHORA BIEN ME GUSTARIA SABER SI AHY PERDIDAS DE PESO, EN LOS NIVELS DE HEMOGLOBINA, RECUENTO DIFERENCIAL Y EN GLUCOSA DE LOS DOS GRUPOS DE ANIMALES..Y SI EXPERIMENTARON CON UN ANIMAL QUE POSEIS PELAJE INTERMEDIO ENTRE BLANCO Y NEGRO,,EJEMPLO CAFE..Y SI LO HICIERON TAMBIEN EN QUE RAZA DE ANIMALES BOVINOS...POR FAVOR GRACIAS
Sergio Ivan Roman Ponce
9 de agosto de 2011
Interesante trabajo ! Este tipo de trabajos deben de ser publicados en estos foros. salu2
Bernardo H. Correa
23 de diciembre de 2014
Al Señor Pablo Chacón, Cartago, Costa Rica. Efectivamente la piel con des-pigmentación (falta de Melanina), son muy sensible a los efectos de la radiación solar, la cual hace estragos en la piel de los animales especialmente en zonas comprendidas dentro del cinturón tropical. Los colores oscuros absorben el calor (el color negro puede absorber el % 96), mientras los claros lo refractan (convección), que es la acción de los pelajes claros en los animales; en zonas tropicales la piel debe ser negra (Brahman, Criollos tropicales como el Harton del Valle de Colombia y el Carora y Limonero de Venezuela); mientras que el pelaje debe ser claro, blanco, bayo, castaño/bayo; corto y medulado), un buen ejemplo son los pelajes de los mamíferos salvajes de nuestra región. ejemplo: conejos de monte, venados, tigrillos; que adquirieron esos pelajes por "adaptación al medio y selección natural". Cordial saludo. Bernardo Correa ranchocarora.blogspot.com @ranchocarora
Yusep Gomez
24 de agosto de 2011
Bueno en nuestro pais siempre se penso que los animales de colores oscuros onegros eran los mas resistentes al calor pero con su trabajo de investigacion nos cambio las ideas quee teniamos sobre los colores de los pelajes. Si tiene otros trabajos espero lo publique.
ELMER ALVAREZ GUERRA
14 de agosto de 2011
Es interesante el trabajo relizado, sin embargo contrariamente en nuestra zona (Altiplano del Perú), que somos criadores de vacunos Brown Swiss, observamnos que los de color claro son mas suceptibles al frío y la altura, en comparación a los brown Swiss de pelaje oscuro, estimamos que en nuestra ´zona las instituciones de Investigación y/o Universidad deberían realizar este tipo de trabajo, por cuanto tienen mucha relación con el tema de producción y productividad, así como con los índices de mortalidad
Julio Malca
12 de agosto de 2011
Era obvio esperar estos resultados, lo más importante habría sido cuantificar las pérdidas de energía debida a la respiración y de acuerdo a los resultados determinar acciones para minimizar la disminución de producción láctea.
Isac Gomez Ramos
11 de agosto de 2011
Excelente articulo, detalles de estros a veces pasamos desapercibidos o se tiene idea solamente, asi se tiene base y referencia para futuras investigaciones y proyectos de acuerdo a las caracteristicas de cada zona y tipo de produccion, saludos
Bernardo H. Correa
9 de agosto de 2011
Trabajo muy importante para tener en cuenta que en las zonas intertropicales es preferible tener ganado de pelaje claro que absorben menos los efectos de la radiación solar; aunque tambien no debemos olvidar, que el largo, densidad y tipo del pelo, conjuntamente con la pigmentación (melanina) de las mucosas y de la piel tienen relevante importancia en el adecuado confort del animal, muy especialmente las razas especializadas en la producción de leche. Cordial saludo, Zoot. Bernardo Correa
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