UNIVERSIDAD DE PANAMÁFACULTAD DE CIENACIAS AGROPECUARIAS

ESCUELA DE CIENCIAS PECUARIASDEPARTAMENTO DE ZOOTECNIA

FISIOLOGIA DE LA ADAPTACIÓN Y PRODUCCIÓN ANIMAL (LCPA 315)

TEMAREPERCUCIONES DEL CLIMA TROPICAL Y EL ESTRÉS CALÓRICO EN EL PASTOREO, CONSUMO DE FORRAJE Y CONSUMO DE MATERIA SECA EN LOS RUMIANTES Y SUS

IMPLICACIONES PRODUCTIVAS.

ESTUDIANTE: JOSEPH GRAJALES

FACILITADOR: ING. EDIL E. ARAUZ S. M. Sc.

MIERCOLES 27 DE JUNIO DE 2012

PRIMER SEMESTRE

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INDICE

INTRODUCCIÓN................................................................................................................................................3

CONTENIDO..........................................................................................................................................................4

Detección del Estrés calórico en el clima tropical......................................................................................4

Cambios en los patrones de alimentación...................................................................................................5

Cambios de comportamiento.........................................................................................................................6

Efectos del estrés calórico sobre los hábitos de pastoreo......................................................................9

Efectos del estrés calórico en los rumiantes..............................................................................................9

Efectos sobre el crecimiento......................................................................................................................9

Efectos sobre la producción......................................................................................................................9

CONCLUSIONES................................................................................................................................................11

RECOMENDACIONES.......................................................................................................................................11

BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................................................12

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NTRODUCCIÓN Los rumiantes son animales homeotérmicos que tienden a mantener una temperatura corporal constante mediante un equilibrio entre la producción interna de calor y su intercambio con el medio ambiente. A este mecanismo se lo conoce como termorregulación y forma parte de los procesos que mantienen el equilibrio del medio interno del animal, también conocido como estado homeostático. Este equilibrio puede verse comprometido ante una situación de estrés en la cual el estado homeostático es modificado por la acción de un estímulo intrínseco o extrínseco al animal denominado agente estresante. Cuando el animal se encuentra sometido a agentes estresantes tales como elevadas temperaturas ambientales o radiación solar intensa puede desarrollar estrés calórico. En esta situación se ven afectados los procesos de termorregulación y el animal responde mediante una serie de reacciones metabólicas que se manifiestan a través de la alteración de sus signos vitales y de sus patrones de comportamiento.

La época seca en el trópico húmedo representa el período durante el cual el medio físico y las condiciones climatológicas ofertan en conjunto, la combinación de la temperatura ambiental, humedad relativa, radiación solar directa e indirecta, nubosidad y vientos; haciendo que la condición térmica ambiental sea capaz de ejercer la influencia directa y negativa para alterar la fisiología a corto plazo y modificar las funciones de producción en el ganado bovino; especialmente en el Bos taurus tipo leche y carne. La influencia ha sido caracterizada por las alteraciones fisiológicas, metabólicas, hormonales, nutricionales y de conducta; y a su vez asociada con las alteraciones funcionales a mediano y largo plazo en el ganado bovino lechero (Collier et al., 1978,1981, NRC, 1989, 2002, Araúz, 1992, 2005a).

Áreas de producción que proporcionen una zona de termoneutralidad hacen parte del bienestar, bajo estás condiciones el animal no tiene problemas en la liberación del calor corporal, no interfiere con las funciones fisiológicas, metabólicas y puede expresar todo el potencial genético (Fraser et ál., 1990; Hótzel et ál., 2000). Los animales disipan el calor corporal mediante mecanismos como conducción, convección, radiación y evaporación, si estos mecanismos no son suficientes se inician cambios fisiológicos como la reducción del consumo voluntario de alimento y cambios metabólicos (secreción hormonal). Si los mecanismos no son suficientes para controlar la termorregulación el animal puede morir (Fraser et ál., 1990; Johnson, 1987).

La temperatura es el principal factor en el estrés calórico, está asociada con la humedad relativa y radiación solar que afectan la disipación de calor del animal al ambiente (Johnson, 1987), en agroecosistemas húmedos este efecto es mayor y por ello se deben analizar estas variables a lo largo del año para determinar épocas críticas que pueden limitar el desempeño de los animales (Navas, 2008). Los procesos digestivos como la fermentación ruminal producen calor metabólico, el cual no puede ser eliminado de forma eficiente por el animal que presenta estrés calórico, una respuesta fisiológica al no poder liberar este calor interno es reducir el consumo voluntario. Alnaimy et ál. (1992) mencionan que la reacción más importante de los animales a las altas temperaturas es la disminución en el consumo de materia seca. El estrés calórico genera cambios en la fisiología del animal, Kennedy (1995) y Linn (1997) hacen referencia a la reducción en la motilidad y la tasa de pasaje ruminal. También hay cambios en el comportamiento, se reduce el tiempo de pastoreo y el tiempo de rumia, limitando el desempeño de programas de mejoramiento genético y planes de alimentación a partir de monocultivos de pasturas mejoradas (Navas, 2008),

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los animales incrementan el consumo de materia seca en las horas más frescas del día (Rodríguez et ál., 1989).

CONTENIDO

Detección del Estrés calórico en el clima tropical. El estrés calórico en el clima tropical esta determinado a partir de las condiciones físicas; incluyendo: temperatura ambiental, humedad relativa, radiación solar directa y la interacción de estos según la fase circadiana. Otras condiciones contribuyen; como: velocidad del viento, nubosidad, altitud, sombra natural o artificial, infraestructuras, manejo y características del animal y capacidad termolítica. El clima tropical se caracteriza en la mayoría de los casos por presentar una temperatura ambiental alta con variantes apreciables en la humedad relativa según la altitud sobre el nivel del mar y una radiación solar considerable que cambia según la época anual por la influencia de la nubosidad.

El ganado caprino y ovino no escapan a la influencia negativa del medio físico tropical ya que la humedad relativa oscila entre 35 y 90 % y la temperatura ambiental se mantiene entre 22 y 38 °C; dependiendo de la época anual, la fase circadiana, la hora del día y la noche. Ya se indico que la cabra tiene un zona termoneutral que oscila entre 10 y 30 °C y la oveja entre -2 y 20 °C; lo que indica que el medio tropical es generalmente adverso para estos animales; a pesar de su capacidad de su tolerancia por la adaptación y la naturaleza biológica, en especial las cabras. Las

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ovejas se encuentran en la mayor desventaja, aunque en la actualidad se cuenta con razas rusticas y mejoradas que pueden insertarse en el entorno microambiental del trópico con menores limitaciones funcionales y metabólicas.

Cambios en los patrones de alimentación. El ganado expuesto a cortos períodos de calor disminuye su CMS, especialmente cuando se utilizan dietas de alta densidad energética (Nienaber y col 2003). El efecto del medioambiente en el consumo voluntario de alimento ha sido bien documentado (Ames 1980, NRC 1981, Beede y Collier 1986, Mader 2003), destacando una relación inversa entre temperatura ambiental y consumo voluntario de alimento. Sin embargo, la información respecto del efecto de otros factores ambientales sobre el consumo voluntario de alimento es limitada. Las condiciones ambientales afectan directamente la demanda de energía para mantención, así como también para la activación de algunas respuestas fisiológicas y de comportamiento animal necesarias para hacer frente a las condiciones adversas del clima (NRC 1981, Beede y col 1985, NRC 1987). La reducción del CMS durante la época estival es un intento del animal por alinear sus demandas energéticas con su capacidad de perder calor. Esta reducción del CMS es sin duda la mayor influencia en la disminución de la productividad del ganado. La temperatura y el THI de los días previos son los que tienen una mayor influencia en el CMS y en la producción de leche (West y col 2003).

Cambios fisiológicos. Entre los principales cambios fisiológicos observados es posible mencionar el aumento en la tasa de respiración, pulso, sudoración y vasodilatación. El aumento en la tasa de respiración tiene por objeto aumentar la pérdida de calor por las vías respiratorias y es una de las vías más importantes para mantener el balance térmico durante el verano. Silanikove (2000) planteó que la medición de la tasa de respiración de los animales y la determinación de si éste se encuentra en proceso de jadeo, así como también la cuantificación del jadeo es la forma más fácil y accesiible de evaluar el estrés por calor en el ganado en condiciones comerciales de producción.

Sabemos que los animales bajo stress de calor deprimen su consumo de materia seca entre 10 a 30 % y a la vez aumentan los requerimientos del animal, sobre todo la energía y la proteína, por lo que se crea un problema muy serio debido a que se tiene que hacer uso de grasas para llenar los requerimientos de energía, pero estos a su vez generan calor a nivel de rumen, de donde se tiene que hacer uso de materias primas que provean energía y proteína que no se degrade en el rumen, sino que se absorban en el intestino.

Los animales sometidos a stress de calor por alta salivación pierden bicarbonato el cual sirve como un amortiguador en el rumen y favorece la digestión, así también se deprime el metabolismo del calcio y fósforo, recomendándose la adición de bicarbonato y calcio en 1 % de la ración total y el fósforo tratar de mantener la relación 2:1 con el calcio.

El manejo del alimento concentrado es muy importante ya que al proveer grandes cantidades de una sola vez provoca aumento de calor y produce acidez en el rumen, ( cuando se proporciona el concentrado únicamente a la hora de ordeños), se recomienda para evitar este problema suministrar el concentrado en raciones pequeñas durante todo el día y de preferencia mezclado con el forraje, lo que permitirá una mayor estabilidad del rumen.

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Cuando el alimento es digerido, el incremento calórico aumenta y crea calor que tiene que disipar la vaca, por lo que es recomendable alimentar con forrajes de alta calidad como es el ensilaje, para reducir el calor relacionado con la digestión.

El agua es una de los factores importantes que ayuda a contrarrestar el stress de calor, hay que proveer abundante agua por lo menos 80 - 100 litros por animal por día, esto debe ser de buena calidad y preferiblemente fresca.

Cambios de comportamiento.Para evitar los efectos del exceso de calor los animales también modifican su comportamiento habitual. Brown-Brandl y col (2006b) reportaron que bajo condiciones de estrés por calor los animales disminuyeron el tiempo dedicado a consumir alimento y el que permanecen echados, así como también reportaron una reducción en la agresividad del ganado. Por otra parte, aumenta el tiempo dedicado a beber agua y el que permanecen de pie cerca de los bebederos. También es posible observar cambios en la distribución del ganado dentro de los corrales, permaneciendo más tiempo en aquellos lugares con mejor ventilación.

Existe una marcada reducción en el consumo de materia seca (CMS) como consecuencia de la necesidad de mantener la temperatura corporal dentro de límites definidos (Parker, 1984).

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El consumo de forraje es un parámetro de suma importancia en producción animal por que permite establecer el valor nutritivo de estos, la productividad animal y la racionalidad de las prácticas de alimentación. El consumo de alimento es fundamental en la nutrición ya que determina el nivel de nutrientes ingeridos y la respuesta animal. La digestibilidad y utilización de nutrientes son, en este sentido, una descripción cualitativa del consumo neto de alimentos (Van Soest, 1994).

Se han identificado múltiples factores que afectan el CMS. Sin embargo, a menudo ha sido difícil explicar el CMS observado en los rumiantes a partir del conocimiento que se tiene sobre los mecanismos de control de este parámetro (Faverdin et al, 1995).

Bajo las condiciones ambientales que prevalecen en las zonas de trópico bajo, y desde el punto de vista metabólico, el CMS parece estar fuertemente limitado por los mecanismos que regulan la temperatura corporal (Parker, 1984) hasta el punto de señalarse que la reacción más importante a la exposición a las altas temperaturas es la disminución en el CMS (Alnaimy et al, 1992). Los elementos del ambiente que son de importancia directa en la adaptación al calor son la temperatura ambiental, la humedad y el movimiento del aire (Yeates, 1967).

Cuando se presenta una diferencia de temperatura entre el animal y su ambiente, tiene lugar un flujo calórico, que de acuerdo con las leyes de la física tiende a igualar ambas temperaturas (Parker, 1984; Yeates, 1967). Esto es lo que constituye el intercambio térmico y que tiene lugar por medio de procesos como la radiación, la convección y la conducción. Por tanto, el animal puede ganar o perder calor de acuerdo con estos procesos, según que la temperatura ambiental sea más alta o más baja que la del animal. Pero el animal también puede perder calor independientemente de la temperatura ambiental, por evaporación en las superficies húmedas, tales como la piel después de la sudoración y la lengua al jadear. La eficiencia de la evaporación esta condicionada por la baja humedad ambiental y el rápido movimiento del aire (Yeates, 1967). La sudoración es la ruta más importante para la pérdida de calor en los rumiantes en los trópicos (Kennedy, 1995). Los animales bien adaptados son capaces de incrementar la sudoración rápidamente tan pronto como la temperatura corporal comienza a incrementarse; en animales Bos indicus la sudoración se incrementa exponencialmente en respuesta al incremento en la temperatura corporal mientras que en animales Bos taurus esta alcanza el máximo poco después de que se da inicio al incremento en la temperatura corporal (Kennedy, 1995).

Adicional a la carga calórica ambiental, la producción de calor como resultado de la actividad metabólica se puede constituir en una carga y una limitante para el CMS. El calor metabólico puede representar entre 40 y 50% de la carga calórica total que requiere ser disipada en condiciones en las que esta no se necesita para conservar la temperatura corporal (Kennedy, 1995). Así, si la habilidad de los animales para perder calor es limitada por la alta temperatura y humedad relativa que frecuentemente se observa en algunas zonas de vida de trópico bajo, la única forma de evitar un aumento en la temperatura corporal es reducir el CMS (Kennedy, 1995; Parker, 1984). Bajo estas condiciones la producción de leche se ve más fuertemente limitada debido a que esta requiere de una actividad metabólica mucho mayor que la deposición de tejidos y esta actividad genera calor (Parker, 1984). Por esta razón, animales de alto rendimiento en producción de leche son más susceptibles al efecto negativo de las altas

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temperaturas sobre el CMS y la estabilidad en su producción que animales de bajo rendimiento (Jhonson et al., 1967). Es así como Bodisco et al (1973) establecieron con claridad el efecto de la temperatura y la humedad ambiental sobre el CMS en vacas holstein y pardo suizo bajo condiciones de trópico bajo. En su trabajo Bodisco et al (1973) identificaron, que una de limitaciones más importantes que existen para la producción bovina con animales europeos en zonas cálida es el insatisfactorio comportamiento de las vacas reflejado en el bajo consumo de alimentos durante los primeros meses de lactación. Este fenómeno, sin embargo, es observado en vacas en todas las latitudes y todos los niveles de producción dado que responde, en cierta medida a fenómenos de orden hormonal y metabólico (Correa, 2001a).

La reducción en el CMS durante la fase de transición, se ve acentuado en animales bajo condiciones de trópico bajo debido a que el calor metabólico generado por los procesos conducentes a la formación de los diferentes componentes de la leche generan una carga que es beneficiosa para animales bajo condiciones de bajas temperaturas, pero que va en detrimento de los animales localizados en climas cálidos (Parker, 1984).

Esto implica que ha de existir un límite para la producción de leche y deposición de tejidos sin que el calor metabólico generado por estos procesos se convierta en una carga para los animales. En un intento por estimar la disminución en la producción de leche en función de las condiciones climáticas, Torres de Campos et al (2001), evaluaron el comportamiento productivo de animales con diferentes niveles de producción de leche durante doce meses consecutivos en función de un índice de humedad y temperatura ambiental (ITH), encontrando que en la medida en que el nivel de producción (como porcentaje del nivel de producción normal) se incrementaba (a un mismo valor de ITH), la reducción en la producción es mayor. Así mismo, encontraron que en la medida en que el ITH se acercaba a 75, la reducción en la producción era menor debido esto, según los autores, a que los animales se encontraban en condiciones ambientales más confortables.

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Efectos del estrés calórico sobre los hábitos de pastoreo.En medios térmicos elevados, los bovinos tienden a reducir su producción de calor mediante anorexia voluntaria. Esta reducción del consumo de alimento, como mecanismo para reducir la carga térmica, se refleja consecuentemente en su conducta de pastoreo, ya que, al pastar menos, reducen tanto el consumo de alimentos (la fermentación a nivel ruminal y la digestión generan calor) así como la actividad muscular desplegada en la búsqueda de los mismos; estos animales cambian sus hábitos de pastoreo, realizándolo en horas de la noche donde las temperaturas son más frescas. Este efecto de la radiación solar en la conducta del pastoreo sobre los bovinos es importante, pues indica la necesidad de suministrar buen pasto nocturno a los animales que tienen que soportar temperaturas diurnas de 26°C o más, o suministrarles potreros con sombras, preferiblemente de árboles (Salvador, 2010).

FIGURA 3. Sombra permanente como refugio en condiciones de altas temperaturas.

Efectos del estrés calórico en los rumiantes

Efectos sobre el crecimiento Las altas temperaturas ambientales disminuyen el apetito, reducen la ingestión de alimentos y horas de pastoreo, por lo cual el animal se ve afectado indirectamente en cuanto a crecimiento, por no cubrir sus requerimientos nutricionales. (Source, 1998). Además, aunque no se ha demostrado, parece que hay una relación directa entre la temperatura rectal y la respiración con el peso del animal y la tasa de crecimiento. Los terneros de los animales de origen tropical son más pequeños, y con una tasa de crecimiento menor que los terneros de los animales de origen templado (Canén, 2008). Pero, si estos últimos nacen en clima tropical, su tamaño es más pequeño que el de sus homólogos en condiciones tropicales y su tasa de crecimiento menor. Además, aparte de la disminución en la tasa de crecimiento, medido a través del peso vivo, también se ha encontrado una disminución en la talla (Dolah et al., 1990).

Efectos sobre la producción

Como resultado del descenso del consumo de alimento, se afecta la producción y composición de la leche (Beede et al., 1993). Los rendimientos lácteos en vacas Holstein disminuyen entrte 50 y

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75% en ambientes con temperaturas superiores a 26.5°C. Mientras que en vacas Jersey y Pardo Suizo, el mismo efecto se da con temperaturas superiores a 29.5°C. No se notan efectos negativos en vacas Brahman a temperaturas del orden de los 32°C. La temperatura crítica para el descenso en la producción láctea, radica entre 21 y 26.5°C (Alvarado, 1998; Solano, 2010).

La temperatura afecta notablemete la reproducción en vacas, pudiendo bajar de 75 a 100% en la eficiencia reproductiva de los hatos bovinos (Chemineau, 1993). La causa de mayor merma en la reproducción se debe a fallas en la implantación del embrión, ya que la vaca con estrés calórico, presenta vasodilatación periférica (para disipar calor); por lo cual, el aporte sanguíneo a los órganos como el útero, disminuye. Además, cualquier tipo de estrés determina liberación de Prostaglandinas y entre ellas la PgF2, la cual tiene efecto luteolítico y agrava más el cuadro de infertilidad (Dolah et al., 1990). Junto a esto, la hipertermia crónica, puede disminuir el peso de los becerros al nacer, puede también prolongar el curso del parto natural, lo cual puede resultar en becerros de viabilidad subóptima, reduce en forma notoria la tasa de concepción, disminuye la cantidad y calidad del eyaculado e incrementa la mortalidad embrionaria. Los machos también son afectados en su eficiencia reproductiva por el efecto de estrés calórico. Aunque bovinos, caprinos, ovinos y bufalinos tienen mecanismos para disipar calor en el escroto, a medida que aumenta la temperatura ambiental, se ve disminuida la espermatogénesis, y aumenta el porcentaje de atipias y de espermatozoides muertos (Hafez, 1968; Alvarado, 1998).

El ganado bovino es una de las especies más adaptables y posee mecanismos homeocinéticos para mantener las funciones corporales críticas, a expensas de cambios en otras funciones fisiológicas, como la reproducción; de tal manera, que la función reproductiva es determinada, en gran medida, por el ambiente (Yabuta y Kunio, 2000).

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CONCLUSIONES El estrés calórico en nuestras condiciones tiene grandes repercusiones sobre todo en el periodo diurno entre las 10 AM Y 4 PM, desencadenando una serie de problemas metabólicos, fisiológicos y de conducta en los rumiantes.

Un animal bajo estrés por calor disminuye la actividad locomotora, por ende, disminuye el consumo de materia seca hasta en un 30%, debido a que la vaca tiene un excedente de calor. Existe una marcada reducción en el consumo de materia seca (CMS) como consecuencia de la necesidad de mantener la temperatura corporal dentro de límites definidos.

El animal bajo estrés reduce del consumo de alimento, como mecanismo para reducir la carga térmica, se refleja consecuentemente en su conducta de pastoreo, ya que, al pastar menos, reducen tanto el consumo de alimentos, por esto es que el animal prefiere estar a la sombra durante las horas mas calurosas durante la época seca.

En los rumiantes bajo estrés por calor se reduce la producción de leche, hay cambios en el sistema endocrino, en el metabolismo y en el comportamiento animal, todo esto nos hace ser menos eficientes en la producción.

RECOMENDACIONES

Las siguientes recomendaciones son reglas generales que pueden ser aplicadas:

Implementación de sistemas silvopastoriles que provean de sombra y que su follaje sirva de alimentación para el ganado. Esta medida es esencial para el bienestar de los animales, en áreas donde la temperatura ambiental supera los 25°C.

Establecer estratégicamente el uso de la sombra natural o artificial y el empleo de la suplementación diurna para que los animales reciban protección microambiental al momento que reciben los alimentos (ensilaje, heno, melaza, concentrado, minerales, vitaminas, levaduras y afines) para mantener un soporte nutricional adecuado que cumpla con las metas en biología reproductiva y producción lechera; reduciendo con ello la influencia directa e indirecta del estrés calórico diurno durante la época seca en el clima tropical.

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