Ciencia Animal

Efecto del índice de temperatura y humedad (ITH) en las respuestas fisiológicas de vacas lecheras en pastoreo

J. C. Valdivia-Cruz^{1  *}  , 0000-0002-9681-1187J. J. Reyes-González²  , 0000-0002-4979-9082G.R. Valdés-Paneque³ 

¹Asociación Cubana de Producción Animal (ACPA), Provincial Sancti Spíritus

²Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba

³Universidad de Sancti Spíritus José Martí Pérez, Sancti Espíritus, Cuba

Resumen

La evaluación se realizó con 25 vacas de la lechería 17, perteneciente a la unidad empresarial de base Dos Ríos, con el objetivo de valorar la relación que existe entre el índice de temperatura y humedad, la temperatura rectal y la frecuencia respiratoria. La información se tomó en tres momentos del día: mañana, mediodía y tarde. Los resultados indicaron que en la mañana las vacas se encuentran en zona termoneutral (índice de temperatura y humedad 69.59), mientras que al mediodía se hallan bajo estrés calórico medio (ITH 79.61), y en la tarde bajo estrés severo (ITH 91.69). Bajo estrés calórico severo, la temperatura rectal de las vacas lactantes gestantes se incrementó (P=0.0136) en 0.280C con respecto a la temperatura rectal de las vacas lactantes no gestantes. La frecuencia respiratoria no se afectó ante el índice de temperatura y humedad ligero. Pero ante el estrés moderado, las vacas gestantes presentaron mayores (P=0.0003) frecuencias respiratorias en 1.9 y 2.0 % con relación a las no gestantes para estrés moderado y severo, respectivamente. La respuesta fisiológica al índice de temperatura y humedad, según grupo de ordeño, indicó que el grupo de alta producción presentó valores de temperatura rectal más altos (P=0.0003) en 0.16 y 0.21 oC y la frecuencia respiratoria se incrementó (P=0.0024) en 9.21 y 7.89 % con relación al grupo de media, para estrés moderado y severo, respectivamente. En las condiciones de este estudio, en los horarios del mediodía y tarde, los animales se encuentran bajo estrés moderado y severo, respectivamente, condiciones que afectan más a los animales gestantes lactantes y a las recentinas o grupo de mayor producción.

Palabras-clave: temperatura rectal; frecuencia respiratoria; producción láctea

La ganadería cubana se enfrenta al gran problema de la baja eficiencia del ganado lechero, lo que obedece a las limitaciones en la alimentación y el manejo, así como a las condiciones climáticas, fundamentalmente las altas temperaturas y humedad relativa (^{Álvarez 2006}). Si la temperatura ambiental alcanza valores por encima de los 35°C para los animales de origen tropical, se produce una falla en los sistemas de termorregulación, y aumenta así la temperatura rectal y la frecuencia respiratoria, unido a la disminución del consumo de alimento y la producción de leche (^{Corrales 2014} y ^{Salvador 2015}). De este modo, el animal se enfrenta a las condiciones ambientales del lugar, utilizando sus capacidades fisiológicas de adaptación al medio ambiente (^{West 2003} y ^{Polsky y von Keyserlingk 2017}).

El término estrés se utiliza actualmente con un sentido mucho más amplio para su aplicación al bienestar animal (^{Sejian et al. 2015}). Es por ello que se han editado códigos que reglamentan el bienestar animal, como es el código sanitario para los animales terrestres (OIE, 2017). En su capítulo 7.11.4, este código define los criterios medibles del bienestar animal, donde incluye como indicadores del comportamiento negativo la disminución del consumo de materia seca, el incremento de la frecuencia respiratoria y otras conductas anómalas, relacionadas con el efecto del manejo al que se someten los animales. Este trabajo tiene como objetivo evaluar el efecto del índice de temperatura y humedad (ITH) en los indicadores fisiológicos y productivos de vacas mestizas Siboney de Cuba en la lechería 17 de la unidad empresarial de base (UEB) Dos Ríos.

Materiales y Métodos

El trabajo se desarrolló en la lechería 17, de la UEB Dos Ríos, perteneciente a la empresa agropecuaria Managuaco, ubicada en los 210 56’ N y 790 20’ W, en el municipio Sancti Spíritus, de la provincia de igual nombre. El suelo que predomina en esta región es de tipo pardo mullido carbonatado (^{Hernández et al. 2015}).

Se utilizaron 25 vacas de la raza Siboney de Cuba, en ordeño, en diferentes fases de lactancia, distribuidas en tres grupos según días de lactancias: a) inicio de lactancia (grupo alta, 38.4±11.3 d de lactancia promedio), b) lactancia media (grupo media, 105.7±22.5 d de lactancia promedio) y c) final de lactancia (grupo baja, 182.3±31.6 d de lactancia promedio). Los animales se encontraban entre la segunda y tercera lactancia.

Los estados fisiológicos de gestación de las vacas se obtuvieron de las tarjetas del control reproductivo, una vez confirmada la gestación a los tres meses de la inseminación y al no presentar celos.

Las medidas ambientales (humedad relativa y temperatura ambiente) y las respuestas fisiológicas (frecuencia respiratoria y temperatura rectal) se tomaron en tres momentos del día: en el pastoreo, entre las 7:00 y 9:00 h; en las naves de sombra entre las 11:30 y 12:30 h, y en la sala de ordeño entre las 15:00 y 16:30 h.

Las medidas de temperatura ambiental (TA) en grados centígrados (0 C) y humedad relativa (HR) en valor porcentual (%) se tomaron a 1.20 m de altura. De igual forma se registraron los datos meteorológicos (TA y HR) en la Estación Meteorológica de Sancti Spíritus, coincidiendo con la fecha de las mediciones en la vaquería, de modo que se pudieran realizar las respectivas comparaciones.

Para determinar el índice de temperatura y humedad relativa del ambiente (ITH) se utilizó la fórmula propuesta por ^{García et al. (2007)}:

[TeX:] ITH=0,81*TA + (TA -14,4)* HR/100 + 46,4

En los animales se determinó la temperatura rectal por la introducción de un termómetro clínico de máxima en la ampolla rectal, libre de materias fecales, hasta la profundidad de ocho centímetros. La lectura se realizó al cabo de cuatro minutos. Para evitar posibles efectos negativos en la producción láctea con el manejo propuesto para la medición, los animales se adaptaron durante 15 d previos antes de comenzar el procedimiento. La frecuencia respiratoria se obtuvo mediante la observación directa al animal y el conteo de los movimientos de los flancos durante un minuto.

La producción de leche se midió individualmente en ambos ordeños (mañana y tarde) y se tomó como rendimiento diario, con frecuencias quincenales.

El análisis estadístico se realizó según modelo lineal general con efecto anidado, donde se anidan la gestación o no y los grupos de ordeño en cada momento del día en que se realizaron las mediciones. En los casos necesarios se aplicó la dócima de ^{Duncan (1955)}.

Se muestra el efecto principal de las interacciones ITH y los grupos de ordeño e ITH y gestación o no, cuando resulta significativo.

Para la producción de leche se hizo análisis de varianza, según modelo multiplicativo para la gestación o no y grupos de ordeño, respectivamente. En los casos necesarios, se aplicó la dócima de ^{Duncan (1955)} para P<0.05.

[TeX:] Yijklm = Anb exp cn + Ti + Mj + (ITH)k + GOl + eijklm

Donde:

Yijklm =	producción de leche kg/v/d
Anb =	efecto de la curva de lactancia
Ti =	efecto de i-ésimo tratamiento
Mj=	efecto del j-ésimo muestreo
(ITH)k=	efecto del k-ésimo índice temperatura-humedad
GOl=	efecto del l-ésima gestación o de grupo de ordeño
eijklm =	error aleatorio normal distribuido con media 0 y varianza σ2

El paquete estadístico utilizado fue el InfoStat, versión 2012 (^{Di Rienzo et al. 2012})

Resultados y Discusión

Debido a la alta relación del estrés calórico en las vacas lecheras, con valores del ITH fuera de su rango de termoneutralidad, que pueden reducir significativamente la capacidad de perder calor latente por evaporación, es posible utilizar este índice como una estimación de parámetros de estrés calórico (^{Cerqueira et al. 2013}, ^{Callejo 2015} y ^{Ruiz et al. 2019}).

En sentido general, se considera que, ante valores del ITH menores que 72.0 unidades, los animales se encuentran en condiciones de termoneutralidad, o se estima que no existen condiciones estresantes. Ante cifras entre 72.0 y 79.0, se considera la presencia de estrés ligero; de 80.0 a 89.0 se entiende que es moderado, y valores de 90.0 a 99.0 indican estrés severo. Cifras superiores se consideran graves, y pueden limitar la vida de los animales (^{Anzures at al. 2015} y ^{Veissier et al. 2018}).

Las condiciones ambientales (figura 1), fundamentalmente la temperatura registrada en los horarios de muestreo, son típicas en la provincia. Se caracterizan por ser relativamente bajas en la mañana (25.8 ±0.030C), son más elevadas al mediodía (30.1±0.030C) y altas en la tarde (34.6±0.040C). Estas temperaturas, combinadas con la alta humedad (promedio de 91 a 93%) durante todo el período de trabajo, conllevan a valores de ITH de 69.59 ±1.59 unidades (estrés ligero), 79.61 ±1.26 unidades (estrés moderado) y 91.69 ±1.24 unidades (estrés severo), para la mañana, mediodía y tarde, respectivamente.

Figura 1 Variables climáticas de temperatura ambiente (TA), humedad relativa (HR) e índice de temperatura humedad (ITH), según horarios de muestreo 

En general, la información climática sugiere que en la mañana las vacas se encontraban en una zona termoneutral y en condiciones aceptables para expresar su potencial de producción de leche. Al mediodía y en la tarde, se encontraron bajo estrés calórico moderado y severo respectivamente, ya que la vaca lechera empieza a experimentar las consecuencias del estrés calórico cuando el ITH sobrepasa las 72 unidades (^{Anzures et al. 2015}, y ^{Polsky y von Keyserlingk 2017}).

En la tabla 1 se muestran las interacciones entre los diferentes niveles de estrés y las respuestas fisiológicas de la temperatura rectal (P=0.0136) y la frecuencia respiratoria (P=0.0003) de vacas lactantes gestantes y no gestantes. Con estos resultados se demuestra que, independientemente del estado reproductivo de los animales, a medida que se incrementa el valor del ITH, estas dos variables fisiológicas aumentan.

Al valorar el estado reproductivo (gestantes o no) de las vacas lecheras que lactan, en los valores de estrés ligero y moderado, se comprobó que no existen diferencias en la respuesta fisiológica de la temperatura rectal. Sin embargo, en animales gestantes con estrés severo hubo mayor (P=0.0136) temperatura rectal que en los no gestantes en 2.73 %.

El análisis del efecto de incrementar el valor del estrés en ambos estados reproductivos dejó ver (P=0.0136) que la temperatura rectal aumentó en 1.62 y 2.73, 1.84 y 1.85 %, al pasar del estrés ligero a moderado, y de este último a severo, para los animales gestantes como para los no gestantes, respectivamente.

La interacción entre el estrés y la frecuencia respiratoria de las vacas que lactan al estar gestantes o no, no difiere en condiciones de estrés ligero. En este caso, los animales presentaron valores de la frecuencia respiratoria en el rango normal establecido para la especie (^{Anzures et al. 2015} y ^{Allen et al. 2015}). Sin embargo, a partir del estrés moderado, las vacas gestantes tuvieron mayores (P= 0.0003) frecuencias respiratorias en 1.96 y 2.00 % que las no gestantes, para el estrés moderado y severo, respectivamente. De igual forma, independientemente del estado fisiológico de las vacas, al pasar de las condiciones de estrés ligero a moderado, y de este último a severo, se incrementó (P=0.003) la frecuencia respiratoria en 42.58, 20.74 y 39.21, 20.69 % para gestantes y no gestantes, respetivamente.

Tabla 1 Interacción entre el estrés calórico y la gestación o no, en la temperatura rectal y frecuencia respiratoria de vacas lecheras en producción 

Indicador	Estrés/ Estado reproductivo	Ligero	Moderado	Severo	Sig.
Temperatura rectal (0C)	Gestantes	38.96 a ±0.04	39.59 b ±0.04	40.67 d ±0.04	P=0.0136
	No gestantes	38. 94 a ±0.04	39.66 b ±0,07	40.39 c ±0.04
Frecuencia respiratoria (No min.-1)	Gestantes	53. 27 a ±0,28	75.95 c ±0,45	91.70 e ±0,27	P=0.0003
	No gestantes	53.51 a ±0,27	74.49 b ±0,27	89.90 d ±0,28

a, b, c, d y e. Medias con letras distintas difieren a P<0.05 (^{Duncan 1955})

La tabla 2 presenta las interacciones del estrés calórico con la temperatura rectal (P=0.0003) y la frecuencia respiratoria (P=0.0024) de vacas lecheras, según el grupo de producción. Estas demuestran que independientemente del grupo de producción de los animales, a medida que se incrementa el valor del estrés aumentan estas dos variables fisiológicas.

En el análisis de la temperatura rectal, ante valores de estrés ligero no se observaron afectaciones en la respuesta fisiológica de las vacas, independientemente del grupo de ordeño. Sin embargo, ante valores de estrés superiores, las vacas del grupo de alta producción presentaron cifras más altas de temperatura rectal (P=0.0003) en 0.16 y 0.21 0C con respecto a las del grupo de media, para estrés moderado y severo, respectivamente.

Independientemente del estrés, las vacas del grupo de baja producción no difieren de las de los otros dos grupos de producción, lo que puede estar dado por la mayor proporción de animales gestantes que se encuentran en dicho grupo, ya que los mismos finalizan lactancia. Como se pudo observar en la tabla 1, por sí solo el estado reproductivo de la gestación afecta igualmente a los animales, sea ante estrés moderado o severo.

La variable temperatura rectal de los animales según el grupo de ordeño se incrementa (P=0.0003) al pasar de condiciones de estrés ligero a moderado, y de esta última al estrés severo en 2.92, 1.73; 2.24, 1.61 y 2.55, 1.73 % para los grupos de ordeño de alta, media y baja, respectivamente.

Tabla 2 Interacción entre el estrés y el grupo de ordeño en la temperatura rectal y frecuencia respiratoria de vacas lecheras en producción 

Indicador	Estrés/ Grupo ordeño	Ligero	Moderado	Severo	Sig.
Temperatura rectal (0C)	Alta	38. 76 a ±0.05	39.89 c ±0.05	40.58 e ±0.05	P=0.0003
	Medio	38. 86 a ±0.06	39.73 b ±0.06	40.37 d ±0.06
	Baja	38. 83 a ±0.06	39.82 bc ±0.06	40.51 de ±0.06
Frecuencia respiratoria (No min.-1)	Alta	53.65 a ±1.25	77.78 c ±1.25	93.98 e ±1.25	P=0.0024
	Medio	53.07 a ±1.28	71.22 b ±1.27	87.11 d ±1.28
	Baja	52.64 a ±1.32	74.92 bc ±1.32	91.08 de ±1.33

a, b, c, d, e. Medias con letras distintas difieren a P<0.05 (^{Duncan 1955})

Igualmente, las vacas lactantes ante los efectos de estrés ligero no presentaron afectaciones en la frecuencia respiratoria, independientemente del grupo de ordeño (tabla 2). Sin embargo, esta respuesta fisiológica se incrementó (P<0.0024) en 9.21 y 7.89 % para el grupo de alta producción en comparación con el de media, en estrés moderado y severo, respectivamente. No hubo diferencia entre el grupo de baja producción con respecto a los otros dos.

Estas afectaciones en las variables fisiológicas estudiadas bajo estrés moderado o severo en los animales del grupo de alta producción están acordes con lo informado en la literatura. Autores como ^{La Manna et al. (2014)} y ^{Leucen (2014)} refieren que las vacas a inicio de lactancia se afectan más por altos valores del ITH, ya que presentaron mayor metabolismo debido a los altos niveles productivos.

La variable de la frecuencia respiratoria de los animales se incrementó (P=0.0024) independientemente del grupo de ordeño, al pasar de las condiciones de estrés ligero a moderado, y de esta última a estrés severo en 44.98, 20.83; 34.20, 22.31 y 42.32, 21.56% para los grupos de ordeño de alta, media y baja, respectivamente.

Se ha señalado que la tasa respiratoria en condiciones termoneutrales fluctúa entre las 40 y 55 frecuencias/min. para el ganado lechero (^{Anzures et al. 2015} y ^{Allen et al. 2015}). El aumento de la temperatura corporal y tasa respiratoria son mecanismos normales, por los cuales las vacas disipan el calor para mantener su condición homeotérmica en ambientes cálidos, siendo de unos 38,5 °C la temperatura corporal considerada como normal en bovinos (^{Ganaie et al. 2013}).

Así entonces, la tasa de respiración es uno de los mecanismos más importantes a considerar en el momento de evaluar el nivel de estrés calórico del ganado (^{Beauregard et al. 2018}), ya que es de las principales respuestas observables en el animal cuando está expuesto a temperaturas que sobrepasan su umbral de confort. Este aumento en la tasa de respiración tiene por objeto incrementar la pérdida de calor por vía respiratoria, que es de las más importantes para mantener el balance térmico.

^{Brown-Brandl et al. (2005)} indicaron que medir la tasa de respiración de los animales, determinar que se encuentran en PROCESO DE JADEO, así como cuantificarlo, es la forma más fácil y asequible de evaluar el estrés por calor en el ganado en condiciones comerciales de producción, pues para ello no se requiere de equipos sofisticados. Además, a diferencia de la temperatura corporal, la respuesta es prácticamente inmediata en el animal, y sigue casi el mismo patrón de la temperatura ambiental.

Estas condiciones de estrés calórico conllevan directamente a la activación de mecanismos termorregulatorios, fisiológicos y metabólicos, que provocan baja en la producción de leche, mayor disipación de calor corporal y reducción en la producción de calor metabólico (^{Ganaie et al. 2013}, ^{Barragán et al. 2015}, ^{Beauregard et al. 2018} y ^{Kamal et al. 2018}).

Al analizar el efecto de la producción láctea según el grupo de producción (tabla 3), se pudo constatar que los animales con alta producción produjeron más (P=0,0001) leche 1.47 y 2.18 veces que los de media y baja, respectivamente. Asimismo, las vacas de media produjeron más leche (P=0.00001) en 48.01% que los animales de baja.

Estos valores de producción láctea según el grupo de producción son lógicos, ya que los animales se agrupan fundamentalmente por sus días de lactancia. Se ubican en el grupo de alta producción las vacas en inicio de lactancia, por lo que presentan mayor potencial de producción de leche y por ende, un metabolismo más alto para lograr estas producciones (^{NRC 2001}, ^{Corrales 2014}). Sin embargo, como muestra la tabla 2, este grupo es más susceptible al medio estresante. La adopción de medidas para tratar de disminuir este efecto negativo, mejorando el manejo y la alimentación, posibilitará el incremento de la producción láctea (^{Mendoza et al. 2016}).

Tabla 3 Efecto del grupo de ordeño en la producción de leche de vacas lecheras que lactan 

Grupo ordeño/ Indicador	Alta	Medio	Baja	Sig.
Prod. leche kg vaca-1 día-1 ES	2.62 c (1) (14.24) ±0.05	2.25 b (1) (9.68) ±0.03	1.80 a (1) (6.54) ±0.04	P=0.0001

Medias transformadas según ln () Medias originales

a, b, c. Medias con letras distintas difieren a P<0.05

Esta investigación permitió valorar que en las condiciones descritas aquí, los horarios del mediodía y tarde provocan estrés en los animales, independientemente de que estén en las naves de sombra. Las afectaciones en la temperatura rectal y frecuencia respiratoria ante condiciones de estrés moderado o severo son más marcadas en los animales lactantes en gestación y en el grupo de alta o mayor producción.

Agradecimientos

Se agradece el apoyo brindado por los técnicos y especialistas de la UEB Dos Ríos, de la empresa “Managuaco”, así como al personal técnico del grupo de Biomatemática del Instituto de Ciencia Animal.

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Recibido: 17 de Abril de 2020; Aprobado: 06 de Octubre de 2020

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