Enfriamiento artificial y tasa de concepción de vaquillas holstein con estrés térmico

Cooling and conception rate in holstein heifers with heat stress

Correa-Calderón, A.¹*; G. des Santos¹; L. Avendaño¹; F. Rivera¹; D. Alvarez¹; F. Ardon¹; R. Diaz² y R. Collier³

¹Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrícolas. Universidad Autónoma de Baja California. CP 21705. Ejido Nuevo León. B.C. México. *Correspondencia: acorrea@uabc.mx
²Facultad de Medicina. Universidad Autónoma de Baja California. Mexicali. B.C. México.
³Department of Animal Science. University of Arizona. Tucson. USA.

RESUMEN

Las altas temperaturas afectan la reproducción del ganado bovino reduciendo la intensidad del estro y la fertilidad. Basado en lo anterior el objetivo del estudio fue evaluar los efectos de la inseminación artificial (IA) a tiempo fijo más un período corto de enfriamiento ambiental sobre la tasa de concepción y respuesta fisiológica de vaquillas bajo estrés calórico. Noventa vaquillas Holstein fueron distribuidas aleatoriamente en uno de los siguientes tratamientos: Un tratamiento testigo (T₁) con detección visual de estro e IA mañana-tarde (n= 30); un segundo tratamiento (T₂) bajo un protocolo de IA a tiempo fijo (n= 30) y un tercer tratamiento (T₃) con el mismo protocolo de IA de T₂ más un período de enfriamiento ambiental (ventilación y aspersión) de las vaquillas 11 d antes y 21 d después de la IA (n= 30). El experimento se dividió en dos períodos: el primero del 25 de junio al 26 de julio; el segundo del 15 de agosto al 16 de septiembre. En el primer periodo las vaquillas en T₃ tuvieron una temperatura rectal (39,35^oC) más baja (p<0,01) en comparación con T₁ (39,68^oC) y T₂ (39,67^oC); la frecuencia respiratoria (respiraciones/min) fue menor (p<0,01) en T₃ (72) comparada con T₁ (85) y T₂ (84). La tasa de concepción no difirió entre T₃ (64,3%) y T₁ (46,7%) pero ambos mostraron una tendencia a ser mayores (p<0,10) a T₂ (13,3%). En el segundo período la temperatura rectal en T₃ (39,24^oC) fue menor (p<0,01) que en T₁ (39,61^oC) y T₂ (39,62^oC). La frecuencia respiratoria también fue inferior (p<0,01) en T₃ (77) respecto a T₁ (87) y T₂ (94), siendo T₁ y T₂ diferentes entre sí (p<0,01). La tasa de concepción fue similar entre T₃ (40%), T₁ (13%) y T₂ (13%). La tasa de concepción total incluyendo los dos periodos presentó una tendencia a ser mejorada (p<0,10) por T₃ (51,7%) con respecto a T₂ (13,3%) y T₁ (30,0%). La IA a tiempo fijo, combinada con un periodo corto de enfriamiento ambiental, puede ser una alternativa para incrementar la fertilidad en vaquillas Holstein durante el verano.

Palabras clave: Fertilidad. Ventilación. Aspersión. Sincronización del estro.

SUMMARY

The objective of this study was to evaluate the effect of a timed artificial insemination protocol plus a period of artificial cooling on conception rate and physiologic response of heifers under heat stress. Ninety Holstein heifers were randomly allotted into one of three treatments: A control treatment (T₁) with visual heat detection and insemination morning-evening (n= 30), a second treatment (T₂) under a timed artificial insemination protocol and a third treatment (T₃) with the same protocol than T₂ plus an artificial cooling period beginning 11 d before and ending 21 d after insemination. The experiment was divided in two periods: the first period was from June 25 to July 26, and the second one from August 15 to September 16.
In period 1, heifers in T₃ had a lower (p<0.01) rectal temperature (39.35^oC) compared to T₁ (39.68^oC) and T₂ (39.67^oC); respiration rate (breaths/min) was more reduced (p<0.01) in T₃ (72) in comparison to T₁ (85) and T₂ (84). Conception rate was not different between T₃ (64.3%) and T₁ (46.7%) but both showed a tendency to be different (p<0.10) to T₂ (13.3%). During the period 2, the rectal temperature in T₃ (39.24^oC) was lower (p<0,01) than T₁ (39.61^oC) and T₂ (39.62^oC). Respiration rate also was decreased (p<0,01) in T₃ (77) with respect to T₁ (87) and T₂ (94), being T₁ and T₂ different (p<0.01). Conception rate was similar between T₃ (40%), T₁ (13%) and T₂ (13%). The pregnancy rate including both periods had a tendency to be increased (p<0,10) in T₃ (51.7%) compared to T₂ (13.3%) and T₁ (30.0%). The artificial insemination to fixed time plus artificial cooling may be an alternative to increase the fertility of Holstein heifers during the summer.

Key words: Fertility. Ventilation. Fogging. Estrus synchronization.

En climas cálidos, la fertilidad de la vaca lechera disminuye durante el verano (Badinga et al., 1985; Monty y Racowski, 1987). La causa principal de este problema es la reducción de la supervivencia embrionaria inducida por estrés térmico debido al efecto negativo del incremento de la temperatura corporal sobre el desarrollo del embrión (Ealy et al., 1993). La exposición de hembras bovinas a altas temperaturas ambientales durante la maduración del óvulo y ovulación (Putney et al., 1989) o durante los 3 a 7 días posteriores a la inseminación artificial (Putney et al., 1988) disminuye la viabilidad y desarrollo del embrión. El estrés calórico también reduce la longitud (Monty y Wolf, 1974) e intensidad (Gangwar et al., 1965) del estro. Estos cambios en la actividad reproductiva causados por el estrés calórico disminuyen la probabilidad de detectar el estro. Thatcher y Collier (1986) reportaron que el porcentaje de estros no detectados en hatos comerciales en regiones cálidas varió entre 76 a 82% de junio a septiembre, en comparación al 50% de celos detectados en otras épocas del año.

Los avances tecnológicos han permitido mantener niveles aceptables e inclusive incrementar la tasa de preñez con inseminación a tiempo fijo, siguiendo un programa de sincronización del estro y ovulación, con el cual se elimina la práctica de detección de celo. El uso de la IA a tiempo fijo puede disminuir los problemas en la detección del estro causados por el estrés calórico; sin embargo, el incremento de la muerte embrionaria por el efecto de altas temperaturas ambientales impide que la tasa de preñez durante el verano sea similar a la de invierno.

La reducción del estrés calórico por diferentes métodos como el uso de sombras (Thatcher et al., 1974), ventilación (Berman et al., 1985) y aspersión de agua (Igono et al., 1985) reduce parcialmente la temperatura corporal. El enfriamiento mediante ventilación y aspersión de agua durante los primeros 10 días post-inseminación ha mejorado la fertilidad de las vacas lecheras (Gauthier, 1983). Con base en lo anterior, el objetivo del presente estudio fue evaluar la respuesta reproductiva y fisiológica de vaquillas Holstein a un programa de inseminación a tiempo fijo más un periodo de enfriamiento ambiental mediante ventilación y aspersión de agua antes y después de la inseminación artificial.

Material y métodos

El experimento se llevó a cabo en una recría de ganado lechero Holstein ubicada en la colonia Ahumadita, en la zona suburbana de Mexicali B.C., durante los meses de junio a septiembre. Las condiciones climáticas de la zona de estudio son clasificadas como las del desierto de Sonora, las cuales son condiciones cálidas extremas con temperaturas máximas de junio a septiembre de 47^oC y promedios de 40^oC, mientras que las temperaturas mínimas que se registran en diciembre y enero son de 0^oC con un promedio de 16^oC . La zona tiene una precipitación promedio anual de 80 mm (García, 1973).

Noventa vaquillas Holstein vírgenes en edad y peso promedio de 13 meses y 369 kg. respectivamente, se asignaron aleatoriamente a uno de tres tratamientos. Un tratamiento testigo (T₁) bajo el programa común de detección visual de estro (2 veces/día) e inseminación mañana-tarde (n= 30). El segundo tratamiento (T₂) estuvo formado por vaquillas con estro sincronizado mediante la aplicación de un implante de 3 mg de Norgestomet en la oreja por 9 d, más una inyección conteniendo 3 mg de Norgestomet y 5 mg de valerato de estradiol (Crestar^®; Intervet International, Boxmeer, The Netherlands). Al retirar el implante se inyectó una dosis de 500 UI de gonadotro-pina sérica (eCG) liofilizada (Folligon^®; Intervet International, Boxmeer, The Netherlands). La inseminación artificial se realizó a tiempo fijo 48 h después de removido el implante. El tercer tratamiento (T₃) tuvo el mismo protocolo de sincronización e inseminación que T₂, más un periodo de enfriamiento artificial proporcionado desde la aplicación del implante hasta 21 días después de la inseminación, que en total fueron 32 d de enfriamiento (figura 1). Debido a que existen reportes acerca de que la fertilidad es mucho más baja al final del verano en comparación del inicio del mismo (Stott and Wiersma, 1976), el experimento se dividió en dos periodos, el primero del 25 de junio al 26 de julio (inicio de verano) y el segundo del 15 de agosto al 16 de septiembre (final de verano), utilizándose 15 vaquillas por tratamiento en cada periodo.

En la tabla I se muestra la composición química de la dieta consumida por las vaquillas durante el experimento, la cual se basó en una mezcla de forraje con 20% de avena y 80% de alfalfa ofrecida a libre acceso. El corral con el equipo de enfriamiento contaba con sombra cerrada a base de lámina galvanizada, mientras que los otros corrales tenían el mismo tipo de lámina pero espaciada a 0,10 m una de otra. La altura promedio de la sombra fue 3,5 m con orientación norte-sur. El espacio por animal fue 32 m² de los cuales seis fueron de área de sombra.

El enfriamiento de las vaquillas se realizó a través de un sistema de enfriamiento basado en seis abanicos de 0,91 m de diámetro con motor de ½ caballo de fuerza y con un movimiento de aire de 180 m³/min. Los abanicos se colocaron en línea en el lado oeste de la sombra. Los aspersores colocados enfrente de los abanicos tuvieron un gasto de agua de 52 l/h, y el sistema de enfriamiento operó 13 h por día con un horario de 7:00 a 17:00 y de 19:00 a 22:00 h. La temperatura y humedad relativa del ambiente se registraron cada hora en la estación climatológica del Departamento de Meteorología del Instituto de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Baja California, la cual se encuentra ubicada aproximadamente a 10 km del área de estudio, por lo que la información climatológica es descriptiva de la zona y no propia del ensayo. El índice de temperatura-humedad (ITH) se calculó con la información recabada mediante la siguiente ecuación (West, 1995):

ITH= Td-[(0,55)-(0,55 x HR)]-[Td-58]

Donde:

Td= Temperatura de bulbo seco en °F.

HR= Humedad relativa expresada en centesimales.

Resultados y discusión

DATOS CLIMATOLÓGICOS

En la tabla II se muestra la temperatura ambiente, la humedad relativa e ITH durante la realización del experimento. El periodo 1 registró un promedio de temperatura ambiente durante el día (07:00-19:00 h) de 38,6^oC y de 31,7^oC por la noche (20:00-06:00 h). La humedad del ambiente en horas del día fue de 32,1% y por la noche de 47,1%. El ITH diurno fue de 85, mientras que el promedio por la noche fue 79.

En el periodo 2 la temperatura ambiente fue de 37,5^oC y 30,8^oC, humedad ambiental de 33,3% y 48,3% y el ITH fue 83 y 76 para día y noche, respectivamente. De acuerdo con Wiersma (1990), los promedios de ITH registrados durante el estudio se encuentran dentro de la categoría de estrés térmico moderado, además de indicar que los animales estuvieron bajo estrés calórico continuo durante las 24 h del día. Lo anterior produce una condición más negativa para la productividad del animal, en comparación a un estrés calórico severo por períodos cortos de tiempo. Estrategias de enfriamiento durante las 24 horas del día, aparentemente son requeridas pero serían poco costeables económicamente. En el caso de vacas en producción donde el beneficio no es sólo en lo reproductivo sino también en la producción de leche podría ser más redituable el enfriamiento por una mayor cantidad de horas durante el día.

TEMPERATURA RECTAL

Las temperaturas rectales de los periodos 1 y 2 se muestran en las tablas III y IV, respectivamente. Los resultados indican que la temperatura rectal en el periodo 1 fue menor en T₃ (p<0,01) en 0,33 y 0,32^oC en comparación de T₁ y T₂. En el periodo 2 los resultados fueron similares a los del periodo 1, ya que el tratamiento T₃ solo redujo en 0,37 y 0,38^oC la temperatura rectal con respecto a T₁ y T₂ (p<0,01). Diferencias superiores fueron reportadas por Her et al. (1988) con medias de 0,5 a 0,9^oC entre vacas con enfriamiento y sin enfriamiento, resultados similares también fueron reportados por Wolfenson et al. (1988).

La temperatura rectal promedio de los tratamientos T₁ y T₂ fue superior en más de 1^oC con respecto a la temperatura promedio de una vaquilla lechera en su zona termoneutral (38,5^oC). Ulberg y Burfening (1967) encontraron que la fertilidad declina de 61 a 45% cuando la temperatura rectal se incrementa en 1^oC.

FRECUENCIA DE RESPIRACIÓN

La frecuencia de respiración de los periodos 1 y 2 es mostrada en las tablas V y VI. Los resultados obtenidos indicaron una menor (p<0,01) frecuencia respiratoria media para las vaquillas del T₃ (72) comparadas con los tratamientos T₁ (85) y T₂ (84), dentro del periodo 1. En el período 2, el grupo T₃ (77) presentó una menor frecuencia respiratoria en comparación con T₁ (87) y T₂ (94) siendo todos los tratamientos diferentes (p <0,01) entre sí. Mount (1979) señala que valores entre 20 y 60 respiraciones por minuto, son considerados normales bajo condiciones termoneutrales, sin embargo, frecuencias respiratorias en un rango de 80 a 120 son comunes en animales bajo un estrés calórico moderado (Gaughan et al., 1999). En base a esos trabajos y de acuerdo a nuestros resultados, se puede indicar que las vaquillas estuvieron sometidas a un estrés calórico moderado. Más aún, cuando la frecuencia respiratoria es mayor de 120 respiraciones por minuto se puede considerar que el animal está sometido a una carga excesiva de calor provocada por un estrés calórico severo (Hahn y Mader, 1997).

TASA DE CONCEPCIÓN

Los datos de preñez en el periodo 1 mostrados en la tabla VII indican que el porcentaje de vaquillas preñadas del tratamiento T₃ (64,3%) y T₁ (46,7%) fueron similares entre sí (p>0,10), sin embargo, se observó una tendencia a diferir (p<0,10) con T₂ (13,3%). En el periodo 2, T₃ presentó la mejor tasa de preñez (40%) comparado a T₁ (13,3%) y T₂ (13,3%); no obstante, esa diferencia no fue significativa (p>0,10). La tasa de concepción promedio total de ambos períodos mostró que T₃ (51,7%) presentó una tendencia a mejorar (p<0,10) la preñez en comparación a T₂ (13,3%) y T₁ (30%).

Stott y Wiersma (1976) reportan que la eficiencia reproductiva es mayor durante la etapa inicial del verano que al final de éste, cuando los animales han sido sometidos por períodos prolongados a altas temperaturas. Un efecto similar fue observado en el presente estudio, ya que la fertilidad media fue considerablemente inferior en T₃ y T₁ en el periodo 2 comparado al periodo 1; esta respuesta fue posiblemente debida al efecto acumulativo de la exposición a altas temperaturas por un mayor tiempo en las vaquillas del periodo 2.

Al respecto, Badinga et al. (1993) indican que un estrés calórico crónico como el presentado en vacas al final del verano reduce los niveles de estradiol en plasma y fluido folicular en comparación a las concentraciones en vacas al inicio del verano, ya que éstas han experimentado este tipo de estrés por un período más corto de tiempo. Una reducción de los niveles de estradiol también fue encontrada en vaquillas Holstein estresadas por calor en comparación a vaquillas en su zona termoneutral (Wilson et al., 1998). Resultados similares fueron encontrados en vaquillas Guernsey sujetas a estrés térmico (Abilay et al., 1975).

Adicionalmente, las alteraciones en el desarrollo folicular durante el estrés calórico pueden afectar la subsiguiente función del cuerpo lúteo y la secreción de progesterona, ya sea incrementando (Gwazdauskas et al., 1981) o disminuyendo sus niveles (Rosenberg et al., 1982), lo que resulta en alteraciones en el ambiente uterino que afectan el desarrollo del embrión (Breuel et al., 1993). Wolfenson et al. (1995) reportaron que vacas lecheras bajo un sistema de enfriamiento presentaron mayores niveles de estrógenos entre el día 4-8 de la primera onda folicular comparado con vacas sin el beneficio del enfriamiento, sin embargo, los niveles de progesterona a través del ciclo estrual no fueron afectados por el enfriamiento. Ulberg y Burfening (1967) señalan que altas temperaturas ambientales 11 días antes de la inseminación estuvieron negativamente correlacionadas con la tasa de concepción. El periodo de enfriamiento que se inició 11 días antes de la inseminación, pudo haber contribuido al incremento del porcentaje de fertilidad registrado en T_3. En resumen, se puede indicar que la IA a tiempo fijo combinada con enfriamiento antes y después de la inseminación mostró una tendencia a incrementar la tasa de concepción en vaquillas estresadas por calor, en especial en aquellas servidas en el último tercio del verano. La mejora del confort de vaquillas mantenidas bajo enfriamiento, mostrado por una reducción de la frecuencia respiratoria y temperatura rectal, pudo contribuir a disminuir la mortalidad embrionaria como consecuencia de las altas temperaturas durante la época experimental. Futuras investigaciones con un mayor número de animales son requeridas para dar una mayor solidez a estos resultados.

Agradecimientos

A la Universidad Autónoma de Baja California y al Fondo Mixto Gobierno de Baja California-CONACYT por el apoyo recibido para la realización del presente estudio.

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Recibido: 14-9-07
Aceptado: 21-2-08