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Biomarcadores de estrés en el ganado vacuno de carne
Los biomarcadores sanguíneos de estrés se pueden utilizar como indicadores del bienestar animal en el ganado vacuno. Las actividades previas al sacrificio incluyen prácticas y condiciones que se han de aplicar durante el periodo que abarca la movilización y el transporte:
- Incremento del manejo, recolección y arreo de los animales.
- Mezcla de bovinos de diferente procedencia y contacto con personal desconocido.
- Transporte y desafíos físicos (rampas, superficies resbaladizas, densidad de carga, movimiento, ruido, vibración…).
- Contacto con ambientes nuevos y desconocidos.
- Privación de alimento y agua.
- Cambios en la estructura social.
- Cambios climáticos (temperatura, radiación, humedad…).
- Imposibilidad de descanso.
Todos estos factores desencadenan reacciones inevitables en el ganado que se traducen en estrés físico, fisiológico y psicológico, y a su vez afectan al bienestar animal.
La alteración del bienestar animal puede ser evaluado en 2 niveles:
- Respuestas fisiológicas y de comportamiento.
- Consecuencias biológicas de estas respuestas.
La medición objetiva del bienestar animal es compleja, ya que es necesario combinar indicadores fisiológicos, productivos y etológicos.
La identificación de biomarcadores puede aumentar la habilidad de los veterinarios para prevenir complicaciones como la fiebre del transporte.
Las 5 condiciones básicas que aseguran el bienestar animal son las siguientes:
- Ausencia de hambre, sed o nutrición suficiente.
- Ausencia de dolor, heridas o enfermedad.
- Ausencia de temor, angustia o miedo.
- Ausencia de incomodidad (comfort).
- Libertad de expresar su comportamiento natural.
El estrés se define como la acción de estímulos nerviosos y emocionales provocados por el ambiente sobre los sistemas nervioso, endocrino, circulatorio y digestivo de un animal. Esto produce cambios medibles en los niveles funcionales de estos sistemas, alterando la homeostasis interna e induciendo cambios en la actividad del sistema nervioso autónomo y del eje hipotálamo-pituitaria-adrenocortical (HPA).
El estrés puede ser agudo o crónico.
Una vez que el sistema nervioso central percibe una amenaza, se desarrolla una combinación de 4 respuestas de defensa biológica: comportamiento, sistema nervioso autónomo, sistema inmune y sistema neuroendocrino.
La homeostasis se mantiene cuando sólo los dos primeros mecanismos están involucrados; por el contrario, cuando los cuatro mecanismos de defensa han sido implicados, algunas de las funciones biológicas pueden verse modificadas adversamente y los animales estarán en peligro.
Dentro de la respuesta neuroendocrina, tienen importancia los sistemas simpático/suprarrenal y el HPA, donde la activación de cualquiera de los dos depende del factor estresante que está produciendo el estímulo.
El sistema simpático se activa (síndrome de emergencia) cuando el organismo se prepara para hacer frente a peligros súbitos, generando una respuesta rápida y breve que conlleva la activación neuronal del hipotálamo y la liberación de adrenalina desde la médula adrenal, así como noradrenalina, de las fibras nerviosas del locus coeruleus.
Estas catecolaminas (adrenalina, noradrenalina) son las encargadas de poner al animal en estado de alerta, provocando un aumento de la frecuencia cardíaca, vasocontricción periférica, aumento de la glucemia, midriasis, hiperventilación y aumento del volumen sanguíneo.
El estrés crónico se debe a un estado de activación fisiológica en curso, que se presenta cuando el cuerpo del animal experimenta estrés por varios factores o una exposición repetida de los mismos factores estresantes agudos. En esta caso, sucede una sobreexposición a las hormonas del estrés, que se traduce en un coste biológico suficiente para alterar las funciones biológicas y producir diestrés (estrés negativo).
Por lo tanto, mientras más largos son los tiempos de transporte y ayuno, mayores probabilidades existen de presentar estrés los animales, afectando negativamente el bienestar, aumentando las pérdidas de peso de la canal, con mayor presencia de contusiones y efectos negativos en la calidad de la carne (presentación de carnes de consistencia dura, color rojo oscuro y apariencia seca).
Estas carnes por su pH alto, favorecen la proliferación de microorganismos y tienen una vida útil más corta.
BIOMARCADORES DE ESTRÈS
Existe una variedad de parámetros de comportamiento, fisiológicos, bioquímicos, inmunológicos y patológicos, así como biomarcadores, que han sido propuestos para evaluar la capacidad de respuesta de los animales ante el estrés agudo.
Cortisol
El cortisol es uno de los biomarcadores más utilizados para evaluar el estrés en los animales, a pesar de su variabilidad y corta vida. El aumento del cortisol en plasma es un indicador neuroendocrino primario.
Las mediciones de los niveles de cortisol basal y de su variación después de un factor estresante, son buenos bioindicadores para la evaluación del estrés crónico.
Las concentraciones de cortisol plasmático aumentan cuando los animales son expuestos a condiciones adversas, como el aislamiento, la restricción de movimientos, transporte…
Los niveles de cortisol basal en plasma se encuentran por debajo de 10 ng/ml, pero se ha descrito que fluctúa en un rango entre 0 y 20 ng/ml.
La interpretación de los niveles basales de cortisol se dificulta porque se ve afectado por múltiples factores, incluyendo los siguientes:
- Ritmo circadiano (concentración aumentada por la mañana y reducida por la tarde).
Estudios han señalado que el ritmo circadiano en bovinos es débil.
- Muestreos.
- Restricción de movimientos.
- Lactancia.
- Coito.
- Ordeño.
- Otras hormonas.
- Infecciones y endotoxinas.
Se han propuesto diferentes muestras biológicas para su análisis, como heces, orina y saliva; sin embargo, su interpretación se puede dificultar porque los niveles de cortisol pueden ser más bajos que en sangre (p.e. cerca de 10 veces menos en saliva), la hormona puede ser conjugada antes de la excreción (p.e. en orina y heces), o puede ser transformada por bacterias en el intestino.
Se ha sugerido que las manifestaciones conductuales de los animales ante un agente estresante, están asociadas con el incremento de cortisol debido a que sus receptores se encuentran localizados en regiones específicamente involucradas con la regulación hormonal (hipotálamo e hipófisis) y particularmente con el sistema límbico, que juega un papel relevante en las conductas emocionales.
Hematocrito
El hematocrito es el porcentaje de volumen sanguíneo ocupado por eritrocitos; el excedente está formado por fluido y la diferencia permite calcular aproximadamente el volumen plasmático.
El hematocrito permite evaluar la alteración de electrolitos y fluídos, considerándose este un indicador moderadamente bueno del estrés.
El transporte, el ayuno y la baja ingesta de agua producen un aumento del hematocrito, teniendo en cuenta que el valor promedio para bovinos es de 28 a 38%. La principal función del bazo de los mamíferos es almacenar glóbulos rojos, los cuales son fácilmente liberados en respuesta a una excitación o factor estresante.
El aumento de hematocrito durante el ayuno se puede deber al movimiento de fluidos fuera del compartimiento vascular y a la contracción esplénica durante el estrés, inducida por actividad nerviosa simpática o por catecolaminas circulantes.
También se sabe que cuando el estrés es crónico, el hematocrito puede estar disminuido. Este parámetro puede aumentar durante la sangría por contracción esplénica, debido a la acción de las catecolaminas secretadas en ese momento.
Indicadores de ayuno
El peso vivo, el B-hidroxibutirato, los ácidos grasos libres y el glucógeno muscular son biomarcadores de ayuno.
Una vez el bovino es privado de alimento y agua, recurre a sus reservas de energía, que se encuentran principalmente en forma de lípidos, especialmente triacilglicerol o triglicéridos, a partir de los cuales se obtienen glicerol y ácidos grasos libres o no-esterificados; estos últimos son transportados unidos a proteínas a la sangre.
Si la cantidad de grasa movilizada excede la capacidad de oxidación del hígado, se produce un incremento de los cuerpos cetónicos como el B-OHB, acetona y acetato.
Estos cuerpos cetónicos funcionan como sustitutos energéticos aportando un 60 a 80% de la energía de la dieta de los rumiantes.
Los valores promedio de la concentración de B-OHB en sangre bovina son de 0,02 a 0,46 mmol/L. Cuando estos niveles basales aumentan, los bovinos tardan entre uno a dos días en alcanzar nuevamente su valor normal.
El B-OHB no es un buen indicador de estrés agudo. Asimismo, se ha indicado que durante las primeras 24 h de transporte, el B-OHB puede disminuir debido a la utilización del «pool» circulante aportado por el rumen. Las concentraciones plasmáticas de este cuerpo cetónico se pueden ver afectadas por la variabilidad animal y la alimentación previa.
Glucosa
Debido a la acción de las catecolaminas, se estimula la gluconeogénesis hepática, la cual incrementa la disponibilidad de glucosa plasmática en minutos.
Dentro de la respuesta al estrés, los niveles de cortisol activan la glicólisis hepática, la gluconeogénesis e incrementan el catabolismo de las proteínas libres.
Por lo anterior, se ha descrito que la concentración de glucosa es un buen indicador indirecto de estrés.
La concentración de glucosa sanguínea en bovinos es de 3,0 a 4,4 mmol/L.
Creatín fosfoquinasa (CK)
Es una enzima muscular que cataliza la reacción para obtener adenosín trifosfato (ATP) a partir de adenosín difosfato (ADP).
El transporte prolongado es un factor extenuante; los bovinos tienen que mantener el equilibrio, y el contacto entre ellos produce fatiga y contusiones que afectan la permeabilidad de la membrana celular y provocan la liberación de CK hacia el torrente sanguíneo.
Los niveles basales de CK pueden aumentar debido al ayuno y al ejercicio, siendo mayor el incremento durante la insensibilización y sangría.
La enzima es ampliamente evaluada porque es órgano-específica, es decir, permite identificar el tejido que la está produciendo, debido a que presenta cuatro isoformas diferentes.
Los valores de referencia de CK para el bovino son de 35-280 U/L.
Lactato
Está especialmente relacionado con las condiciones de manejo de los animales, sobretodo relacionado con el ejercicio físico.
En ausencia de oxígeno en el músculo esquelético (tras ejercicio o fatiga), se activa la vía anaerobia de glicolisis, interrumpiéndose la entrada del piruvato al ciclo de Krebs para la obtención de ATP; se desvía hacia la formación de lactato o ácido láctico que satura el ciclo de Cori, produciendo unos ácidos de origen metabólico dentro de la fibra muscular, siendo liberado desde las células musculares a la circulación sanguínea.
La concentración plasmática de lactato es utilizada como indicador de actividad física, agotamiento y daño muscular durante el presacrificio.
Los valores promedio de lactato plasmático se encuentran en el rango de 0,6-2,2 mmol/L.
Catecolaminas
Durante situaciones de estrés, la adrenalina y noradrenalina son liberadas rápidamente (uno o dos segundos después de la percepción del estímulo) y tienen una vida media corta (minutos) cuando circulan en la sangre, motivo por el cual sus concentraciones plasmáticas son una medida de bienestar animal durante procesos de estrés agudo (sólo cuando las muestras pueden ser tomadas inmediatamente).
La adrenalina generalmente refleja estrés fisiológico, mientras que la noradrenalina está relacionada con actividad física del ganado. Se ha establecido que estas dos hormonas tienen un valor limitado como biomarcadores el estrés producido por el sacrificio, porque durante el aturdimiento los animales liberan de forma masiva estas sustancias.
Urea
Los niveles de urea se incrementan como respuesta al estrés, ya que se aumenta el catabolismo proteico y los grupos amino desechados son transformados en urea por el hepatocito para ser eliminados posteriormente por filtración glomerular y excretados por medio de la orina.
La concentración plasmática de urea es indicadora de privación de alimento.
Relación neutrófilos/linfocitos (hemograma)
Estas hormonas pueden actuar incrementando el número y el porcentaje de neutrófilos (neutrofilia), mientras que decrecen los linfocitos (linfopenia o linfocitopenia).
Los investigadores usan la relación neutrófilos/linfocitos como una medida complementaria de la respuesta al estrés, estando relacionado con la magnitud del proceso estresante y con la concentración de glucocorticoides circulantes.
Como respuesta al incremento de los glucocorticoides durante el estrés, los linfocitos circulantes se adhieren a las células endoteliales que cubren las paredes de los vasos sanguíneos y pasan de la circulación a otros tejidos como los ganglios linfáticos, médula ósea, bazo y piel, donde son secuestrados, produciendo una reducción del número de linfocitos circulantes (linfopenia).
Así mismo, los glucocorticoides estimulan el flujo de neutrófilos desde la médula ósea hacia la sangre, y atenúan el paso de estos hacia otros compartimentos, generando neutrofilia, que consiste en el incremento de los neutrófilos maduros e inmaduros en la circulación sanguínea.
Fuente: SciELO, «Biomarcadores de estrés como indicadores de bienestar animal en el ganado de carne», Marlyn Hellen Romero Peñuela, Luis Fernando Uribe-Velásquez, Jorge Alberto Sánchez Valencia, Profesores Departamento Salud Animal, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Caldas.
