Estudio comparativo de los niveles de Calcio, Fosforo y Magnesio durante el periparto en vacas lecheras en diferentes sistemas de producción en Uruguay y España

Introducción

El metabolismo mineral sufre pronunciadas variaciones durante el período de transición (Corbellini, 2000), particularmente el Calcio (Ca), el Fosforo (P) y el Magnesio (Mg), ante los súbitos cambios que impone el comienzo de la lactancia. Es necesaria la respuesta de órganos como el hígado, los riñones, el intestino y el esqueleto para mantener la homeostasis interna, teniendo un rol clave las hormonas Calcitonina, Paratohormona (PTH) y 1,25 dihidroxi colecalciferol (1,25-(OH)2 D3 ) y el grado de sensibilidad de sus receptores específicos, para aumentar tanto la capacidad intestinal de absorción, como la movilización del tejido óseo y la reabsorción renal (Albornoz, 2006).

Durante el periparto, se observa una rápida depleción del Ca plasmático, pasando del plasma a la glándula mamaria, sin dar tiempo a que pueda ser compensada su movilización por los mecanismos hormonales (Alonso-Díez y González-Montaña, 1997; Dhiman y Sasidharan, 1998; Horst y col., 1998). Durante el parto o poco tiempo después del mismo, existe una hipocalcemia subclínica en las vacas lecheras, estando caracterizada por concentraciones de Ca en sangre <8 mg/dl (Risco, 2001a, b; Albornoz, 2006). Al momento del parto, las necesidades de Ca crecen súbitamente y casi todas las vacas experimentan un momentáneo desequilibrio en la regulación del Ca sanguíneo, no pudiendo considerarse en realidad una verdadera deficiencia de Ca (Corbellini, 2000; Albornoz, 2006).

El P no tiene una regulación hormonal propia, siendo influenciado por la PTH y la Calcitonina (CT) a través de la respuesta de las mismas al Ca (Contreras, 2002a). La absorción en el intestino delgado se logra por regulación renal de Vitamina D, pero esta vitamina no responde a las variaciones del P, sino a las del Ca a través de la PTH y su influencia en la hidroxilación renal. Por esta razón, la relación óptima en la dieta de Ca/P en rumiantes no debe ser menor de 1/1 (Contreras, 2002a) y la hiperfosfatemia debe ser evitada (Wagemann y col., 2014). Por otro lado, la hipofosfatemia también es causa de síndrome de vaca caída, siendo característico en estos casos encontrarse con vacas que se encuentran alertas e incapaces de ponerse en pie (Radostitis, 1999).

Los cambios en la concentración de Mg sérico no sólo conducen a la hipomagnesemia, sino que además provocan alteración del metabolismo del Ca y P. La hipomagnesemia induce una disminución en la capacidad de movilizar Ca en respuesta a un estímulo hipocalcémico (hipocalcemia dependiente de magnesio) (Bednarek y col., 2000). Además, vacas hipomagnesémicas son más susceptibles a la hipocalcemia (que vacas normomagnesémicas), ya que en las primeras existe una menor producción de PTH, así como una reducción de la sensibilidad de los tejidos a la PTH y una menor síntesis de 1,25-(OH)2 D3 debida a la dependencia del Mg para la hidroxilación en el hígado (Corbellini, 1998; Contreras, 2002b; Roche, 2003; Goff, 2004).

El exceso de Potasio (K) en la ración (>2% MS) altera el metabolismo del Mg interfiriendo la absorción del mismo a nivel ruminal. No obstante, en el tracto digestivo post-ruminal hay una compensación de la absorción de Mg. Un aumento de la concentración de K en la dieta reduce la absorción de Mg (Roche, 2003), también el exceso de amonio a nivel ruminal provoca interferencia en la absorción del Mg (Contreras, 2002a). Roche (2003), reporta que la mayoría de las vacas en sistemas pastoriles cursan con hipomagnesemia (Mg <1.95 mg/dl) en el día del parto.

Los rangos de referencia de Ca, P y Mg en sangre según datos internacionales oscilan entre 9,7 - 12,4 mg/dl; 5,6 - 6,5 y 1,8 - 2,3 respectivamente (Radostits, 1999), mientras que datos nacionales ubican los valores entre 7,43 - 11,03; 7,59 - 3,85 y 1,84 - 2,54 mg/dl (Barros, 1987), existiendo diferencias entre las vacas Holstein en lactación -con valores de 7,93 - 8,54; 5,86 - 6,19 y 2,01 - 2,14 mg/dl (Albornoz y col., 2010) y las vacas Holstein al día del parto, con valores de 6,06 - 8,48; 3,85 - 6,25 y 1,52 - 2,04 mg/dl (Albornoz, 2006).

Como se mencionó anteriormente el momentáneo desequilibrio en la regulación de la concentración del Ca en sangre durante el periparto desencadena la hipocalcemia puerperal (HP) que es una enfermedad metabólico-nutricional que cursa sin una verdadera deficiencia del mineral en el organismo. Esencialmente, es una profundización en intensidad y duración de la hipocalcemia fisiológica que sufren durante el parto las vacas lecheras (Corbellini, 2000). En vacas con hipocalcemia subclínica se observa entre otras cosas, disminución de la contractilidad muscular y depresión del sistema inmunitario provocada por una disminución del número de neutrófilos, así como de su función fagocítica y en consecuencia, una mayor incidencia de mastitis, metritis puerperal y otras enfermedades (Martínez y col., 2012).

En los últimos años, se ha estudiado el Ca, P, Mg, así como la relación Ca/P con el fin de asociar sus variaciones en diferentes condiciones productivas. Cavestany y col. (2005), tratando de establecer diferencias entre vacas primíparas y multíparas en semi-pastoreo en Uruguay, así como Roche y col. (2013), también en condiciones semi-pastoriles, estudiaron las variaciones de las concentraciones de Ca en 3 niveles nutricionales diferentes. Los valores de Ca registrados por estos autores (Cavestany y col., 2005; Roche y col., 2013) son similares a los que ha reportado el autor en trabajos previos en semi-pastoreo (Albornoz, 2006; Albornoz y col., 2010). En cuanto a la relación Ca/P, Contreras y col., (1996), Roche y col., (2013) y Wagemann y col. (2014) estudiando perfiles metabólicos en sistemas pastoriles, encuentran que la relación Ca/P es menor en vacas gestantes que en aquellas que ya están en lactación.

En el presente trabajo se investigaron los niveles de Ca, P y Mg en diferentes sistemas de producción (I vs. SP) durante el periparto, así como las diferencias en los niveles de Ca, P y Mg según la época del parto, analizándose también de forma conjunta la influencia del estado fisiológico (gestante – lactante) y la época del parto (primavera – otoño).

Materiales y métodos

Establecimientos lecheros y animales

En España, el grupo intensivo pertenecía a un establecimiento de producción lechera localizado en Vilamaior de Negral (provincia de Lugo). Esta explotación ganadera es representativa de los establecimientos del noroeste de España, contando con 300 vacas en ordeñe. En Uruguay, el grupo semi-pastoril pertenecía a un establecimiento lechero representativo de la cuenca lechera del sur del Departamento de Florida, perteneciente al estracto superior de producción y con parición estacional, predominando los partos en otoño, contando con 600 animales en ordeñe.

Se usaron 2 grupos de vacas multíparas de raza Holstein gestantes con una edad media de cuatro años (4 ± 1,5 años) y un peso promedio de 574 ± 32 kg. Los grupos se caracterizaron por manejarse en condiciones de explotación diferentes: intensivo (España) y semi-pastoril (Uruguay). El grupo I estuvo formado por 32 vacas adultas, 16 con partos en la época de primavera y otras 16 con partos en la época de otoño. El grupo SP estuvo integrado por 64 animales, 22 con fecha prevista del parto en otoño y 42 en primavera. Los animales fueron seleccionados teniendo únicamente en cuenta la fecha prevista para el parto. Las vacas que integraron los grupos de estudio se seleccionaron al azar entre las que cumplían las siguientes condiciones: vacas adultas, gestantes durante el periodo seco (preparto) y clínicamente sanas a la revisión individualizada durante el preparto. Además, no debían tener historial de enfermedades a lo largo de la gestación durante la cual se desarrolló este estudio. A todos los animales seleccionados se les realizó un seguimiento que incluía el periodo de preparto que abarcó desde los 21 días previos al parto (preparto) hasta el día 30 posterior al parto (postparto). Dada la dificultad para predecir con exactitud la fecha del parto, el muestreo se inició 30 días antes de la fecha teórica de parto, durante este seguimiento se realizaron las tomas de muestras cada 7 días y de los datos para el presente estudio.

Alimentación y Manejo

Grupo intensivo

Al grupo I, se le suministró ración preparto aproximadamente desde el día 30 preparto hasta el día del parto. El alimento se administró en la cantidad suficiente para asegurar el consumo “ad libitum” y garantizar un 5% de residuos de la cantidad original ofertada. Los ingredientes de la dieta se adicionaban a un carro mezclador y se ofrecían una vez al día como una ración totalmente mezclada (TMR) a las 11:00 horas a.m., previa retirada del remanente de comida del día anterior. Los ingredientes utilizados para vacas secas expresándolos porcentualmente fueron los siguientes: heno de ryegrass (35,9), silo de maíz (29,1), silo de pradera (29,2) y concentrado (5,8); mientras que para las vacas en lactación fueron: silo de maíz (45,1), silo de pradera (35,3) y concentrado (19,6). La composición química de las dietas de este grupo se presenta en el cuadro I.

Grupo semi-pastoril

A este grupo se le suministró la dieta preparto desde aproximadamente el día 30 preparto hasta el día del parto. El alimento se aplicó en comederos instalados en el potrero donde permanecieron los animales durante ese periodo. La dieta postparto fue diferente en otoño que en primavera debido, a la diferencia de disponibilidad de forraje según la estación del año. El consumo de forraje, como se hace en forma de pastoreo, es estimado calculando la oferta, el desperdicio y lo que permanece en el suelo. Los ingredientes y la cantidad ofrecida expresada en materia seca aparecen en el cuadro II y la composición química de las mismas aparece en el cuadro III.

Control de los animales y toma de muestras

Se realizó un seguimiento clínico continuo a todas las vacas y cada 7 días se obtuvieron muestras sanguíneas desde el día -30 al +30 en relación al parto, entre las 08:00 y las 10:00 a.m., previo a la ingesta de la ración. La toma de muestra se obtuvo por punción de la vena coccígea, en tubos individualizados debidamente identificados. Posteriormente fueron centrifugadas a 3.000 r.p.m. por 20 minutos, guardando el suero en freezer (-20 °C) hasta su análisis en el Laboratorio de Medicina Interna del Departamento de Ciencias Clínicas Veterinarias, del Hospital Veterinario Universitario Rof Codina de la Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela (USC, España) y en el Laboratorio de Técnicas Nucleares de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de la República Oriental del Uruguay (UDELAR, Uruguay).

Parámetros estudiados

Parámetros sanguíneos

Los parámetros sanguíneos estudiados fueron Ca, P, relación Ca/P y Mg.

Parámetros productivos

Como parámetro productivo, consideramos exclusivamente la producción de leche expresada en Kg. de leche corregida al 3,5% de grasa en 305 días.

Métodos analíticos

Para las determinaciones analíticas se emplearon los analizadores automáticos de química líquida Falcor 350® (Biotécnica Instruments spA, Italia) y Vitalab Selectra 2® (Vital Scientific, Holanda).

La bioquímica sanguínea para Ca, P y Mg, se analizó mediante técnica colorimétrica (Falcorgent Calcium -cresolftaleina coplexona-CPC®, Falcorgent Phosphorus®, Falcorgent Magnesium®, Menarini Diagnostic, Italia). Los coeficientes de variación de los reactivos en ambos laboratorios fueron menores a 0,05.

Análisis estadístico de los resultados

En las vacas de los cuatro subgrupos de estudio (I parto primavera, I parto otoño, SP parto primavera, SP parto otoño), se evaluó el comportamiento de los minerales Ca, P, relación Ca/P y Mg.

Se estudió la existencia de diferencias entre los grupos manejados en sistema I y SP con partos en primavera y otoño mediante la prueba t de Student y la prueba de Levene de igualdad de varianzas. Los datos se expresan por el valor de la media (X) ± Error Estándar de la Media (E. E. M.). Se finalizó con un análisis de Modelos Mixtos o Jerarquizados, donde el componente aleatorio fue el animal (vaca), desarrollado con el programa estadístico Stata 11.0. El tratamiento estadístico de los resultados se realizó mediante el programa estadístico SPSS 18.0 para Windows con licencia para la USC y el programa Stata 11.0 Universidad de Texas con licencia para la UDELAR.

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Resultados

Producción de leche

La producción lechera fue significativamente superior en el grupo intensivo (9673,84 ± 297,72 litros/lactancia) respecto al grupo semi-pastoril (6182,83 ± 167,18 litros/lactancia). Todos los animales que integraron el estudio eran de raza Holstein con una calidad genética similar; por lo que las diferencias observadas son consecuencia de los diferentes manejos.

Valores sanguíneos. Se presentan los valores promedio generales de todos los animales durante todo el período de los siguientes parámetros: Ca, P, Relación Ca/P y Mg en el período -30 a +30 días al parto (Cuadros IV y V).

Calcio. Los valores de la calcemia fueron más altos en el grupo intensivo (p?0,000) (Cuadro VI). Durante todo el periodo de estudio, las vacas de este grupo presentaron valores mayores que las del grupo semi-pastoril. En ambos grupos se observó el menor valor de calcemia en la semana posterior al parto (Figura 1). No hubo diferencias entre las concentraciones de Ca en las vacas con partos de otoño y las de primavera, pero la calcemia fue mayor en primavera en ambos grupos (datos no mostrados). Respecto al estado fisiológico, se encontraron diferencias significativas en la calcemia en primavera (p?0,002), siendo mayor en las vacas gestantes (10,38 ± 0,12; n = 147) que en las lactantes (9,87 ± 0,11; n = 225).

Fósforo. Los valores de P sérico fueron muy similares en ambos grupos, tanto en gestantes como en lactantes y no existieron diferencias estadísticas entre las diferentes comparaciones, solamente se registraron diferencias entre las concentraciones séricas de P entre las gestantes (6,00 ± 0,10; n = 104) y las lactantes (5,30 ± 0,09; n = 134) en el grupo de vacas con partos en otoño (p?0,000).

Relación Ca/P. Los valores del cociente Ca/P fueron más altos en el grupo intensivo (1,98 ± 0,02; n = 256) que en el de las lactantes (1,69 ± 0,02; n = 354) (p?0,000). Además, esas vacas mostraron valores más elevados en el postparto (Figura 2). No se observaron diferencias en la relación Ca/P entre los partos de primavera y los de otoño, pero tanto las vacas gestantes de primavera como las del grupo de otoño presentaron valores del cociente Ca/P mayores respecto a los grupos de lactantes para las mismas estaciones (p?0,000) (Cuadros VII).

Magnesio. Los valores de las concentraciones séricas de Mg fueron más altos en el grupo intensivo (p?0,000) (Cuadro VI), siendo mayores las concentraciones de Mg de las vacas con partos en primavera (p?0,007) (Cuadro VIII); no encontrándose diferencias estadísticas entre lactantes y gestantes, ni en partos de primavera ni otoño.

Análisis estadístico de Modelos Mixtos (Modelos Jerarquizados)

En este análisis, tratamos de identificar la existencia de diferencias entre los grupos establecidos en razón del sistema de producción (Intensivo vs. Semi-pastoril), la estación del año en que se produce el parto (Primavera vs. Otoño) y la semana respecto al parto (desde -4 a +4 semanas); teniendo en cuenta que son muestras repetidas (relacionadas) y que el método de análisis considera a cada vaca como variable aleatoria. La prueba de comparación a posteriori (Post hoc) utilizada fue la de Scheffe. Observándose diferencias en la relación Ca/P con respecto a la estación del año en la que se produce el parto entre los subgrupos semi-pastoril (semanas -1, +1, +2, +3) e intensivo (semanas +1, +2, +3). Además, se encontraron diferencias en los valores de Mg entre los grupos semi-pastoril e intensivo con respecto a la estación de parto; y cuando se consideraba el sistema de producción, se encontraron diferencias entre el grupo de otoño en la semana +1 y el de primavera en la semana +4.

Discusión

La producción de leche está fuertemente condicionada por el método de producción y alimentación, el incremento de la producción lechera por vaca lactante y el objetivo de disminuir los costos de producción son los puntos básicos que han propiciado los cambios en los modelos de producción animal en todo el mundo, adaptándose a los recursos existentes en cada caso y propiciando la existencia de métodos diferentes para lograr el mismo objetivo. A partir de aquí, discutiremos los resultados obtenidos estudiando las mismas variables (Calcio, Fósforo, relación Calcio/Fósforo y Magnesio) durante el periparto en establecimientos lecheros comerciales en Galicia (España) y Florida (Uruguay), a los efectos de identificar diferencias en la adaptación del metabolismo mineral durante el periparto en grupos de vacas con similar mérito genético, pero con una diferente estrategia para lograr el mismo producto.

Calcio. Los valores de Ca se mantuvieron dentro del rango citado por otros autores (MERCK, 1998; Kaneko y col., 2008) (8,4 a 11,0 mg/dl), presentando diferencias muy significativas entre ambos sistemas de producción, en donde el grupo I mostró mayores niveles de Ca (10,90 mg/dl) que el grupo SP (9,35 mg/dl). Otros autores en trabajos realizados en sistema pastoril, encuentran resultados similares al observado en el grupo SP (Cavestany y col., 2005, Albornoz 2006, Roche y col., 2013). En el presente trabajo, se constató que el comportamiento de los valores de Ca en ambos grupos fue similar, observándose una disminución de las concentraciones de Ca entorno al parto, para comenzar a elevarse gradualmente durante el postparto, pero siempre con valores más reducidos en el grupo SP. Esta diferencia se hace más notoria durante el postparto debido posiblemente a que el grupo I recibió una alimentación más controlada, produciéndose una mayor movilización de Ca. Albornoz (2006), estudiando vacas lecheras en condiciones semi-pastoriles, encuentra resultados similares, con disminución de los niveles de Ca cerca del parto, para aumentar posteriormente durante el postparto. Resultó sugestiva la variación entre individuos en el grupo SP, que posiblemente responda al sistema productivo, ya que los animales a pastoreo no comen siempre lo mismo.

Respecto a las épocas de parto (Primavera vs. Otoño), no se encontraron diferencias significativas de los niveles de Ca según la estación de parto, estos resultados concuerdan con los obtenidos por Contreras (1996). Aun así, el grupo de vacas gestantes de primavera tuvo mayor nivel de Ca que las vacas lactantes, mientras que en otoño no se encontraron diferencias significativas entre los dos grupos de vacas.

Fósforo. Los valores de P sanguíneo estuvieron dentro del rango de normalidad citado por publicaciones de referencia (MERCK, 1998; Kaneko y col., 2008) (4,3 a 7,8 mg/dl), sin presentar diferencias significativas entre ambos sistemas de producción. El comportamiento de los valores de P en ambos grupos fue similar, produciéndose una disminución de los valores entorno al parto para comenzar a elevarse posteriormente durante el postparto. Este comportamiento de las concentraciones séricas de P ya había sido observado anteriormente en vacas lecheras en semi-pastoreo (Albornoz, 2006). Coincidiendo con las observaciones de otros autores (Contreras 1996), en nuestro estudio no se encontraron diferencias significativas de las cantidades de P según la estación del año. A pesar de lo anterior, el grupo de vacas gestantes de Otoño tuvo mayor nivel de P que las vacas lactantes, mientras que en Primavera no hubieron diferencias significativas entre las vacas gestantes y lactantes.

Relación Ca/P. Los valores de la relación Ca/P fluctuaron dentro del rango citado por publicaciones de referencia (MERCK, 1998; Kaneko y col., 2008) (1,4 a 2), presentando diferencias muy significativas entre ambos sistemas de producción, en donde el grupo I mostró una mayor relación Ca/P que el grupo SP. Otros investigadores, en trabajos realizados en sistema pastoril, encuentran una relación Ca/P menor a la encontrada en el presente trabajo (Contreras y col., 1996; Albornoz 2006; Roche y col., 2013, Wagenmann y col., 2014). Durante el preparto no se observaron diferencias en la relación Ca/P entre el grupo SP y el grupo I, pero la situación cambió totalmente durante el postparto debido a un fuerte incremento del cociente mineral en el grupo I, durante las primeras semanas de lactación. Respecto a la época de los partos (primavera – otoño), no se observaron diferencias significativas de la relación Ca/P, concordando estos resultados con los obtenidos previamente por Contreras y col. (1996). En cuanto al estado fisiológico de Gestación – Lactación, se constató que el grupo de vacas gestantes de otoño tienen una menor relación Ca/P que las vacas lactantes de la misma estación y que ese aumento del grupo Lactante es muy marcado en el grupo Intensivo; mientras que en primavera no se encontraron diferencias significativas entre ambos grupos de vacas, coincidiendo también en esta observación con trabajos publicados previamente (Contreras y col., 1996; Roche y col., 2012; Wagenmann y col., 2014).

Magnesio. Los valores de Mg estuvieron dentro de la normalidad, según el rango citado por publicaciones de referencia (MERCK, 1998; Kaneko y col., 2008) (1,7 a 3,0 mg/dl); existiendo diferencias muy significativas entre ambos sistemas de producción, debido a que el grupo I mostró mayores niveles de Mg que el grupo SP. Las concentraciones de Mg descritas fueron más elevadas que las referidas en otros trabajos realizados en vacas lecheras manejadas en sistema semi-pastoril (Contreras y col., 1996; Cavestany y col., 2005; Albornoz, 2006; Roche y col., 2013). El comportamiento de los valores de Mg en ambos grupos fue similar, produciéndose una disminución de los valores entorno al parto, para luego comenzar a elevarse, aunque en el grupo SP siempre hubieron concentraciones menores. Esta diferencia se hizo levemente más notoria durante el postparto debido, posiblemente, a una falla en la absorción de Mg a nivel ruminal asociada a la alta ingesta de Potasio o Nitrógeno proveniente del forraje consumido, o a una ingesta disminuida por escasez de forraje, pudiendo también ser debida a una alta carga animal o a la depresión del apetito por la gestación avanzada o por el inicio de la lactación. Esta falla en la absorción de Mg estaría favorecida por el balance energético negativo, que también se traduciría en un déficit de energía a nivel ruminal, disminuyéndose así el transporte activo del Mg (Contreras y col., 1996). Se encontraron diferencias significativas de las cantidades de Mg según la estación del año y esta diferencia es más marcada en el sistema SP que en el sistema I. Debemos tener en cuenta que en el sistema SP es muy difícil poder separar el efecto estacional, del de la alimentación, ya que las características del alimento varían, muchas veces, en función de la época y de las condiciones climáticas. Además estos animales presentaron un manejo diferente en primavera-verano que en otoño-invierno, tal como ha sido descrito por otros autores en vacas manejadas en semi-pastoreo (Quintela y col., 2011). Sin embargo, en nuestro caso, no se encontraron diferencias significativas entre los grupos establecidos según el estado fisiológico y la época del año, lo que confirma que las diferencias de manejo y/u oferta alimenticia motivaron las diferencias observadas.

Conclusiones

Los parámetros estudiados se encontraron dentro de los rangos considerados normales para el ganado bovino. Además, en los dos grupos de vacas estudiados, las variaciones de los minerales durante el periparto mostraron un comportamiento similar.

El sistema de manejo afectó las concentraciones de Ca y Mg, así como la relación Ca/P.

La estación de parto (otoño-primavera) en las proximidades del parto tuvo un efecto sobre las concentraciones de Mg.

Debemos tener en cuenta, para la interpretación correcta de todos los resultados, que es muy difícil separar los efectos de la estación del año, de los de la alimentación, ya que las características del alimento varían, muchas veces, en función de la época y de las condiciones climáticas; existiendo una relación demostrada entre los minerales plasmáticos y la alimentación. En este trabajo, los animales estudiados se manejaron en sistemas diferentes, provocando la aparición de variaciones estacionales en algunos de los parámetros estudiados y que, muy probablemente, estos cambios reflejaron las condiciones nutricionales a las que estuvieron sometidos los grupos de vacas estudiadas en condiciones comerciales en España y Uruguay.