La producción pecuaria en México, así como en otros países en las regiones tropicales y subtropicales del mundo está amenazada por el cambio climático. En esta condición, la temperatura ambiental se eleva por encima de la temperatura de confort de los organismos, retrasa el crecimiento y reduce la producción de los animales de interés zootécnico. El problema tiene repercusiones económicas que generan pérdidas de hasta el 40% de las ganancias por producción de carne, leche y otros productos, además impacta negativamente en el bienestar y salud de los animales.
El estrés por calor se está estudiando desde distintos puntos de vista, tales como el nivel de producción, la fisiología y adaptación del organismo. Así se comienza a entender el problema y sus repercusiones en la producción porcina, y a partir de ello se plantean estrategias de manejo, alojamiento y alimentación para combatirlo. A continuación, se presentan algunos avances en investigación de cerdos en estrés por calor y estrategias nutricionales para su manejo.
Desarrollo
Estrés por calor
Un animal padece de estrés por calor cuando se expone a temperatura ambiental y/o humedad relativa elevadas que alteren su conducta, fisiología, metabolismo y respuesta inmune. El tamaño del impacto del estrés en el bienestar y la salud animal depende de su intensidad y duración.
Los cerdos comerciales en engorda requieren que la temperatura ambiental oscile entre 18 y 24°C; dentro de este rango su conducta y fisiología son normales y con el manejo adecuado son capaces de expresar su máximo potencial de producción. Sin embargo, a partir de los 25°C los cerdos empiezan a mostrar signos de estrés como consumo de alimento reducido, e incremento en la frecuencia respiratoria (Huynh et al., 2005).
Un factor clave para la producción es el consumo de alimento. Cuando los cerdos se encuentran en estrés por calor, reducen su consumo en un 20-40%, dependiendo de la edad, dieta, peso corporal y temperatura ambiental. En consecuencia, se prolonga el tiempo que tardan los cerdos en salir al mercado y se obtienen canales de menor calidad, con menos músculo y más grasa abdominal (Quiniou et al., 2000).
El estrés por calor también eleva el consumo de agua y dificulta la capacidad del organismo para regular su temperatura corporal. En el noroeste de México la temperatura ambiente dentro de las naves donde se alojan los cerdos puede superar los 35°C; en estos casos, los cerdos incrementan al doble su frecuencia respiratoria, y su temperatura corporal se incrementa entre 1.2 y 2.0°C (Morales et al., 2016) (Figuras 2A, 2B).
Efecto del estrés por calor en intestino
Los organismos disipan calor por vasodilatación en tejidos periféricos como la piel; sin embargo, este mecanismo reduce el flujo de sangre a los órganos internos del aparato digestivo, y con ello la llegada de oxígeno y nutrientes (Yu et al., 2010). En consecuencia, se incrementa la muerte y desprendimiento de las células del epitelio intestinal, lo que altera la digestión y absorción de nutrientes en intestino (Pearce et al., 2013).
Con la premisa de que la temperatura corporal de los cerdos con estrés por calor se eleva, y que con ello se reduce el aporte de oxígeno al intestino, se sugirió que también podría alterarse la digestibilidad del alimento. Para comprobarlo, algunos estudios demostraron que los cerdos expuestos a temperatura ambiental elevada reducen su capacidad para digerir y absorber algunos aminoácidos como arginina, histidina y leucina, cuyas funciones incluyen la protección y proliferación de células del epitelio intestinal (Morales et al., 2016).
Respuesta al estrés por calor en epitelio intestinal
Los enterocitos son las células que recubren el interior del intestino y que contribuyen en la digestión y absorción de los nutrientes del alimento, pero son muy sensibles a la reducción en el riego sanguíneo cuando se experimenta estrés por calor. Por ello, a nivel histológico se observa erosión de la mucosa y reducción en la altura de las vellosidades intestinales (Yu et al., 2010). El daño a las vellosidades también se asocia con una mayor permeabilidad en el intestino, lo que permite el paso de toxinas a torrente sanguíneo y deterioro en la salud de los cerdos (Pearce et al., 2013).
En consecuencia, las afectaciones directas a las vellosidades intestinales reducen la capacidad de absorción de glucosa y aminoácidos (Cervantes et al., 2016), por ello baja la disponibilidad de nutrientes para mantenimiento, y se retrasa el crecimiento de los animales.
Figura 2. Termofotografías que demuestran la variación en la temperatura corporal de los cerdos criados en ambiente de confort o de estrés por calor. A: Cerdo en ambiente de confort, a 24 °C, su temperatura corporal se mantiene a 39.0°C. B: Cerdo en ambiente a 35 °C, padece estrés por calor y su temperatura corporal es 41.1 °C. Fotografía: Miguel Cervantes.
Microbiota intestinal
La microbiota intestinal de los cerdos está constituida por microorganismos que habitan el intestino. En los mamíferos el tracto gastrointestinal puede contener alrededor de 400 especies de bacterias que conforman un sistema ecológico complejo, participan en los procesos digestivos, liberan compuestos benéficos y mejoran la inmunidad de su hospedero (Hooper y Gordon, 2001). Sin embargo, este sistema es sensible al estrés y a cambios en la cantidad y composición de la dieta consumida; así, se han reportado cambios en la microbiota de cerdos en estrés por calor que incluyen reducción de la población de especies benéficas, que pueden favorecer el crecimiento de especies potencialmente patógenas (Castro et al., 2015).
Estrategias nutricionales para contrarrestar el estrés por calor
Como se mencionó, las afectaciones a nivel nutricional de los cerdos en estrés por calor son muy variadas y pueden ser más o menos graves de acuerdo con el grado de estrés, o si es un estrés agudo o crónico; es decir, si los cerdos experimentan el incremento de la temperatura ambiental de un día para otro, o si ya lo han experimentado y han desarrollado algún grado de adaptación. Existen alternativas nutricionales que podrían ayudar a mitigar los efectos del estrés por calor:
1) mantener dietas balanceadas de acuerdo al requerimiento nutricional de los cerdos, cuidando un balance óptimo de aminoácidos;
2) suplementación con probióticos;
3) suplementación con vitaminas y otros compuestos antioxidantes.
Dietas enriquecidas con aminoácidos
El estrés por calor parece reducir la digestibilidad e incrementar los requerimientos de ciertos aminoácidos como arginina, treonina y metionina. La arginina es importante para la reparación del epitelio intestinal, y por su efecto vasodilatador que facilita la pérdida de calor a través de la piel. Treonina forma parte del moco que cubre y protege al epitelio intestinal y crea una barrera física que impide la descamación de las células, ayudando a mantener la integridad del epitelio. Y metionina se asocia con actividades antioxidantes, ya que forma parte de proteínas y sistemas para la reducción de radicales libres en la mayoría de los tejidos, previniendo el daño celular por estrés.
Treonina y metionina están disponibles en el mercado en grado alimenticio, y arginina es abundante en trigo y pasta de soya. La formulación de dietas para cerdos en estrés por calor que contengan 10-20% de estos aminoácidos, por encima de su requerimiento, han demostrado tener un efecto benéfico, no solamente porque cubren su deficiencia debida a la reducción en el consumo de alimento, sino también por las funciones específicas que éstos desempeñan durante la exposición de los animales a temperatura ambiental elevada.
Incorporación de probióticos en la dieta
Esta alternativa permite corregir algunos de los cambios observados en la microbiota intestinal de cerdos en estrés por calor, mejorando su salud intestinal (Kenny et al., 2011). Los probióticos incluyen a microorganismos de diferentes géneros, tales como Bacillus, Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces; existen probióticos de una sola especie o en combinación de varias de ellas. La administración de probióticos controla el crecimiento de bacterias nocivas, mejora la digestión y aporta vitaminas y metabolitos que favorecen la salud del huésped (Resta, 2009).
Por lo anterior, es importante considerar la adición de algún probiótico cuando se formulan las dietas para cerdos en condiciones vulnerables, como la exposición al estrés por calor.
Vitaminas y compuestos antioxidantes
Un alto porcentaje del daño a nivel celular que se observa en animales en estrés se debe a la acumulación de radicales libres dentro de las células que no alcanzan a ser neutralizados y entonces, provocan daño o muerte celular. Para contrarrestarlo, las células de los tejidos del animal emplean diversos antioxidantes, entre los que destacan las vitaminas E, A y C. Además, recientemente se han descubierto nuevos compuestos bioactivos en plantas con potencial antioxidante que parecen muy prometedores, pero que aún están bajo investigación. Así que es importante asegurar el suministro adecuado de vitaminas y minerales en la dieta de los cerdos para cubrir sus necesidades ante situaciones de estrés.
Conclusión
El estrés por calor en los cerdos en producción tiene efectos negativos en todo el organismo y, en particular, en las funciones e integridad del intestino. Por lo tanto, es importante conocer y utilizar estrategias nutricionales que contribuyan a disminuir esos efectos, mejorar los parámetros productivos, y reducir las pérdidas económicas asociadas.
Adriana Morales y Miguel Cervantes
ALPA en el Campo. Volumen 3, número 11. Septiembre, 20
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