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Efecto del estrés por calor agudo y crónico en los parámetros productivos, componentes hematológicos y química sanguínea de cerdos en crecimiento

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Resumen

Se realizó un experimento con el objetivo de analizar el efecto del estrés por calor (EC) agudo y crónico en los parámetros productivos y componentes sanguíneos de cerdos en crecimiento. Se utilizaron 18 cerdos de 36 kg de peso para evaluar su comportamiento productivo, hemograma y química sanguínea, en condiciones de confort, al primer día en EC (agudo), y a los siete días en EC (crónico). Los cerdos en EC tuvieron menor GDP (P=0.019) y CDA (P<0.001) en comparación con los cerdos en confort. El EC agudo redujo drásticamente la GDP (P=0.019) y elevó la relación C:G (P=0.040) en comparación con el EC crónico. El EC agudo incrementó el conteo de linfocitos (P=0.034), eritrocitos (P=0.008) y plaquetas (P<0.001). El EC incrementó la concentración de urea (P=0.058), BUN (P=0.058), ácido úrico (P=0.015) y triglicéridos (P=0.007); y redujo la concentración de calcio (P=0.008). El EC agudo además incrementó la concentración de glucosa en sangre (P=0.004), colesterol (P=0.062), calcio (P=0.003) y fósforo (P<0.001) en comparación el EC crónico. El EC tiene efecto negativo en el crecimiento animal, reflejo de las modificaciones en el metabolismo y desvío de nutrientes hacia otros mecanismos necesarios para mantener la homeostasis.

Introducción

En el norte de México, así como en cada vez más regiones en el mundo, la temperatura ambiental durante el verano supera los 40 °C. Esta condición provoca que los animales modifiquen su conducta, metabolismo y respuesta inmunológica con la finalidad de superar el estrés por calor (EC; Horowitz et al., 2004). Se ha documentado que el EC afecta negativamente el consumo de alimento y otros parámetros productivos, y constantes fisiológicas (Huyn et al., 2005; Morales et al., 2014; Cervantes et al., 2016) en los animales. Estos cambios reducen la producción de calor por el animal y favorecen la disipación del mismo (Le Bellego et al., 2002). Recientemente se estudian otros mecanismos de adaptación, uso de nutrientes y metabolismo debidos al estrés por calor (Baumgard y Roads, 2013; Morales et al., 2014; Wang et al., 2016); sin embargo, aún se requieren estudios que permitan comprender los mecanismos de respuesta y adaptación a nivel celular y sistémico al EC.

El objetivo de este trabajo consistió en analizar el efecto del estrés por calor agudo y crónico en los parámetros productivos y componentes sanguíneos de cerdos en crecimiento.

 

Materiales y métodos

El experimento se llevó a cabo en el verano de 2016 en el Valle de Mexicali, B.C. Se emplearon 18 cerdos (Landrace x Yorkshire x Duroc) de 36 (± 3.5) kg de peso, alojados en jaulas individuales dentro de una sala equipada con aire acondicionado. Los cerdos recibieron agua y alimento ad libitum, su alimento fue elaborado con trigo y pasta de soya adicionada con lisina, treonina y metionina para cubrir sus requerimientos de acuerdo con el NRC (2012).

El experimento tuvo una duración de 23 días; en los primeros 16 días la temperatura de la sala se mantuvo a 24 (±2) °C con ayuda del equipo de aire acondicionado; el d17 se apagó el aire acondicionado para exponer a los cerdos a condiciones de EC con las fluctuaciones naturales de temperatura. Se evaluó el comportamiento de los cerdos en condiciones de confort, estrés agudo y estrés crónico. Seis cerdos fueron sacrificados en el d16 (confort); otros seis cerdos fueron sacrificados en el d18 (estrés por calor agudo); y los últimos seis cerdos se sacrificaron el d23 (estrés por calor crónico). Al sacrificio se tomaron muestras de sangre para analizar hemograma y química sanguínea en un laboratorio de análisis clínicos veterinarios (VetLab, responsable MVZ Myrna Romano Osuna, Mexicali, B.C.; registro SAGARPA #353). Además se colectaron muestras de tejidos para otros estudios (datos no presentados).

Se registró el consumo de alimento y peso de los cerdos en el período de confort; el primer día de estrés por calor, agudo; y el resto de la semana que indicaría el consumo en estrés por calor crónico. La temperatura ambiental y humedad relativa se registraron cada 15 minutos con el uso de un higrotermógrafo (Thermotracker Higro, iButtonLink, WI, USA); estas mediciones permitieron calcular el índice de calor de acuerdo con la ecuación de Rothfusz (1990).

 

Resultados y discusión

La temperatura ambiental y humedad relativa fueron distintos entre condiciones de confort y estrés por calor (P<0.05), pero no entre estrés agudo o crónico (P>0.05). Durante el período de confort el promedio de la temperatura ambiental fue 23.3 (±0.74) °C; con 71.1 (±6.7) % de humedad relativa. Durante los períodos de estrés por calor (agudo y crónico) la temperatura ambiental fue en promedio de 33.0 (±4.8) °C, con humedad relativa de 59.4 (±17.5) %. El horario de mayor calor fue entre las 12:00 y las 20:00 horas, cuando la temperatura ambiental fue superior a 35 °C. El promedio del índice de calor durante el período de confort fue de 75.9 ±1.6; mismo que se incrementó significativamente (P>0.05) durante el período de estrés por calor cuando se registró 102.2 (±5.6).

El peso de los cerdos al final de la etapa de confort fue de 44.2 kg, al final de la etapa de EC agudo, 45.2 kg; y al final del experimento 48.4 kg. Los resultados de ganancia diaria de peso (GDP), consumo diario de alimento (CDA) y relación consumo:ganancia (C:G) se muestran en el Cuadro 1. Los cerdos en condición de EC tuvieron menor GDP (P=0.019) y menor CDA (P<0.001) en comparación con los cerdos en confort. El EC agudo redujo drásticamente la GDP (P=0.019) y elevó la relación C:G (P=0.040) en comparación con el EC crónico. En general la reducción en estos parámetros en los cerdos en EC confirman los descrito por otros autores (Collin et al., 2001; Morales et al., 2014; Yazdi et al., 2016).

El Cuadro 2 presenta los resultados de análisis sanguíneos. No se observaron cambios en la concentración de leucocitos ni neutrófilos, sin embargo, el número de linfocitos sanguíneos se incrementó en condiciones de EC (P=0.034) en comparación con cerdos en confort. No se detectó presencia o diferencia en la concentración de otras células blancas. Este resultado coincide con Arce (2015) quien únicamente observó un incremento en la concentración de leucocitos sanguíneos en cerdos destetados en condición de EC, pero desafiados con LPS de E. coli. Se observó incrementado el volumen del paquete celular (VPC, P=0.040), conteo de eritrocitos (P=0.008), conteo de plaquetas (P<0.001) y hubo una tendencia a incrementar la concentración de hemoglobina (P=0.054) en los cerdos EC agudo en comparación con cerdos EC crónico.

El EC incrementó la concentración de urea (P=0.058), BUN (P=0.058), ácido úrico (P=0.015) y triglicéridos (P=0.007); y redujo la concentración de calcio (P=0.008). Los cerdos EC agudo incrementaron su concentración de glucosa en sangre (P=0.004), colesterol (P=0.062), calcio (P=0.003) y fósforo (P<0.001) en comparación con los cerdos EC crónico. La concentración de ALT en los cerdos EC crónico mostró una tendencia a incrementarse (P=0.099) en comparación con EC agudo.

Es probable que durante el periodo de EC agudo se secretara cortisol, que éste promoviera incremento en la disponibilidad de glucosa y colesterol en sangre (McMorris et al., 2006); pero que su efecto se perdiera en EC crónico. Esta hipótesis se sustenta además en los resultados de Pearce et al. (2014) y Yazdi et al. (2016) quienes observaron mayor concentración de glucosa en EC agudo.

Los resultados observados apoyan la idea de que el EC estimula la degradación de proteínas musculares, cuyos productos urea, ácido úrico y BUN se incrementaron; lo que podría asociarse a la reducción en GDP y CDA; otros autores han observado resultados similares en cerdos en EC agudo (Pearce et al., 2013; Yazdi et al., 2016).

 

Conclusión

Los efectos negativos del estrés por calor en el consumo de alimento y crecimiento animal son reflejo de las modificaciones en la actividad metabólica y desvío de nutrientes (glucosa, triglicéridos y aminoácidos) hacia otros mecanismos necesarios para mantener la homeostasis en los animales.

 

Cuadro 1. Ganancia diaria de peso, consumo diario de alimento y relación consumo:ganancia de cerdos en crecimiento alojados en condiciones de confort, estrés por calor (EC) agudo y EC crónico.

 

Cuadro 2. Resultados de análisis sanguíneos, hemograma y química sanguínea, realizados a cerdos en crecimiento en condiciones de confort, estrés por calor agudo (EC agudo) y estrés por calor crónico (EC crónico).

 

Literatura citada

  • Arce V. N. 2015. Efecto del estrés por calor severo en la función inmune de cerdos desafiados con lipopolisacárido de Escherichia coli. Tesis de Doctorado en Ciencias Agropecuarias. Universidad Autónoma de Baja California.
  • Baumgard L.H., Rhoads R.P. 2013. Effects of heat stress on postabsorptive metabolism and energetics. Annu. Rev. Anim. Biosci. 1:311–337.
  • Cervantes M., Cota M., Arce N., Castillo G., Avelar E., Espinoza S., Morales A. 2016. Effect of heat stress on performance and expression of selected amino acid and glucose transporters, HSP90, leptin and ghrelin in growing pigs. Journal of Thermal Biology. 59:69–76.
  • Collin, A., Y. Lebreton, M. Fillaut, A. Vincent, F. Thomas, Herpin P. 2001. Effects of exposure to high temperature and feeding level on regional blood flow and oxidative capacity of tissues in piglets. Exp. Physiol. 86:83–91. doi:10.1113/eph8602102.
  • Horowitz, M., L. Eli-Berchoer, I. Wapinski, N. Friedman, Kodesh E. 2004. Stress-related genomic responses during the course of heat acclimation and its association with ischemic-reperfusion cross-tolerance. J Appl Physiol 97: 1496–1507.
  • Huynh, T. T. T., Aarnink A. J. A., Verstegen M. W. A., Gerrits W. J. J., Heetkamp M. J. W., Kemps B., Canh T. T. 2005. Effects of increasing temperatures on physiological changes in pigs at different relative humidities. J. Anim. Sci. 83:1385–1396.
  • Le Bellego, L., J. van Milgen, Noblet J. 2002. Effect of high temperature and low-protein diets on the performance of growing-finishing pigs. J. Anim. Sci. 80:691–701.
  • McMorris, T., Swain J., Smith M., Corbett J., Delves S., Sale C., Harris R.C., Potter J., Lindquist S. 2006. Heat stress, plasma concentrations of adrenaline, noradrenaline, 5-hydroxytryptamine and cortisol, mood state and cognitive performance. Int J Psychophysiol. Aug;61(2):204-15
  • Morales A, Grageola F, García H, Arce N, Araiza B, Yáñez J, Cervantes M. 2014. Performance, serum amino acid concentrations and expression of selected genes in pair-fed growing pigs exposed to high ambient temperatures. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl). 98:928-935.
  • NRC. 2012. Nutrient requirements of swine. 12th ed. Natl. Acad. Press, Washington, DC.
  • Pearce, S. C., Sanz-Fernandez M. V., Hollis J. H., Baumgard L. H., Gabler N. K. 2014. Short-term exposure to heat stress attenuates appetite and intestinal integrity in growing pigs. J. Anim. Sci. 92:5444–5454.
  • Pearce, V. Mani, T. E. Weber, R. P. Rhoads, J. F. Patience, Baumgard L. H. 2013. Heat stress and reduced plane of nutrition decreases intestinal integrity and function in pigs. J. Anim. Sci. 91(11):5183-93.
  • Rothfusz, L., 1990. The Heat Index "Equation" (or, More than you ever wanted to know about Heat Index).Scientific Services Division NWS Southern Region Headquarters. Technical Attachment. Fort Worth, TX.
  • Wang L., Urriola P.E., Luo Z., Rambo Z.J., Wilson M.E., Torrison J.L., Shurson G.C., Chen C. 2016. Metabolomics revealed diurnal heat stress and zinc supplementation-induced changes in amino acid, lipid, and microbial metabolism. Physiol Rep, 4: e12676.
  • Yazdi M.H., Mirzaei-Alamouti H.R., Amanlou H., Mahjoubi E., Nabipour A., Aghaziarati N., Baumgard L.H. 2016. Effects of heat stress on metabolism, digestibility, and rumen epithelial characteristics in growing Holstein calves. J. Anim. Sci. 94:77–89.
 
Autor/es
Investigadora Titular en el Instituto de Ciencias Agrícolas de la UABC. Médica Veterinaria Zootecnista; Maestra en Producción Animal Tropical con énfasis en Nutrición Animal; y Doctora en Ciencias de la Producción y de la Salud Animal. Dicta cursos en el ICA sobre licenciatura y posgrado de Biología Celular, Biología Molecular, Metabolismo de Vitaminas, Biotecnología en Producción Animal. Forma parte del Cuerpo Académico de Nutrición Animal del ICA, su Línea de Investigación versa sobre Aspectos Moleculares de Nutrición Animal.
M.C. (Nutrición Animal), Colegio de Postgraduados, (México, 1986) - Philosophy Doctor (Ph.D.), University of Kentucky (EE.UU., 1993) - Post-doctoral: University of Alberta, Canadá; University of Kentucky, USA. Entre otras actividades, fue Presidente de Asociación Mexicana de Producción Animal (AMEPA) de 2008 a 2010
 
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