Efecto de la zeolita sobre retorno de la actividad ovárica, involución y salud uterina en vacas lecheras postparto criadas en pastoreo

Introducción

La vaca lechera en el periodo de transición pre-postparto enfrenta un gran desafío metabólico asociado a desequilibrios homeostáticos, siendo las características más importantes la disminución del consumo de materia seca y el balance energético negativo (BEN), causados por el aumento progresivo de la producción de leche hacia el pico de lactancia (Chapinal et al 2012 y Madoz 2012). La pérdida de condición corporal (CC) es causada también por el BEN, que obliga a movilizar grasa corporal para transformarla en energía de mantenimiento y producción, siendo más crítica en sus primeros días de lactancia, provocando indirectamente problemas en el desempeño reproductivo y sistema inmunológico (Chapinal et al 2012).

La homeostasis energética y del metabolismo está estrechamente relacionada con la eficacia del sistema inmunológico para combatir infecciones; es así que, estudios recientes han dado peso al argumento de que las vacas con los marcadores del catabolismo tisular más exacerbado a causa de balance energético negativo son más propensas a desarrollar enfermedades uterinas (Bromfield et al 2015).

Por otro lado, la inmunidad innata de leucocitos (neutrófilos) polimorfo mononucleares (PMN) es el mecanismo predominante de defensa inmune temprana tanto en la ubre y en útero (LeBlanc 2014). Los PMN son células fagocíticas en el útero y constituyen la primera línea de defensa frente a infecciones en el endometrio, reclutados desde la circulación periférica hacia la luz uterina para fagocitar y controlar la invasión bacteriana (Sheldon y Dobson 2004). Sin embargo, la función de estos neutrófilos se encuentra reducida en las vacas después del parto, que puede predisponer al establecimiento de la enfermedad uterina (Sheldon y Dobson 2004; De Boer et al 2015).

La salud reproductiva constituye un factor muy importante dentro de la eficiencia reproductiva (LeBlanc 2008). El comportamiento reproductivo de las vacas lecheras se ha visto comprometido principalmente en el retraso del retorno de la actividad ovárica posparto (Gautam et al 2010). Un aspecto muy importante para considerar una adecuada salud uterina es la ausencia de endometritis subclínica (ES) en las vacas post parto, que constituye un grave problema productivo y económico (Rinaudo 2012).

La ES está asociada con una involución uterina deficiente, misma que tiene un efecto negativo por alterar los índices reproductivos (Moura et al 2012), esto puede explicarse porque la ES está asociada a una reducción de la tasa de concepción (TC) en la inseminación artificial (IA) siguiente, presentando un 53% en vacas con ES y del 47% de las vacas sin ES (Maurino et al 2012).

La gestación y lactancia en vacas lecheras son estados fisiológicos y son susceptibles a experimentar estrés metabólico y consecuentemente estrés oxidativo, pudiendo estar relacionada con enfermedades metabólicas durante el período de transición (Celi et al 2010; Celi y Gabai 2015); para disminuir estos factores de riesgo es importante lograr una progresiva adaptación del rumen en especial en aquellas dietas donde existe desafíos de cantidad y calidad de alimento (Celi et al 2010).

Ipek (2012) propone una modificación de las prácticas de nutrición en rumiantes mediante la suplementación de aditivos para piensos con propiedades antioxidantes que mitigue los efectos nocivos de estrés oxidativo y tenga un impacto directo sobre el comportamiento productivo y reproductivo en vacas lecheras. Factores dietéticos tales como antioxidantes y balance de energía es probable que sean importantes para la función de neutrófilos y la respuesta inmune (Sheldon et al 2008).

En este aspecto, se presta atención a diversos minerales y aditivos como suplementos a la dieta en regiones donde hay yacimientos de minerales como es el caso de la zeolita natural tanto de origen volcánico y sedimentario. Las zeolitas son aluminosilicatos cristalinos hidratados de cationes alcalinos y alcalinotérreos, con marcos tetraédricas de SiO4^4- y AlO4^5- interrelacionados (Papaioannou et al 2005), que confiere al mineral una carga neta negativa, que se equilibra mediante un catión intercambiable, normalmente sodio (Na+ ), potasio (K+ ) o calcio (Ca++ ) (Flowers et al 2009). Se presentan como un adsorbente versátil, con propiedades de intercambio de cationes, deshidratación y rehidratación (Pavelic et al 2002; Andronikashvili et al 2008 y Andronikashvili et al 2009), y un efecto catalizador utilizada para múltiples usos en la industria, la agricultura, medicina humana y la alimentación animal (Andronikashvili et al 2012 y Wu et al 2015); además, las zeolitas naturales están clasificadas dentro del grupo esencial de nutraceútico (Katic et al 2006; Pavelic et al 2005).

La clinoptilolita natural tiene efectos positivos como un antioxidante que atrapa radicales libres, inactivando y eliminándolos (Zarkovic et al 2003; Ivkovic et al 2004; Andronikashvili et al 2009; Andronikashvili et al 2012; Ipek 2012; Wu et al 2013 y Wu et al 2015), antitumoral en medicina humana (Pavelic 2002 y Andronikashvili et al 2009), se utilizan en medicina para regular adecuadamente el equilibrio del pH del cuerpo (Andronikashvili et al 2009 y Wu et al 2015), inmuiestimulante (Zarcovic et al 2003 y Ivkovic et al 2004) e inmonomodulador (Yarovan 2008; Dogliotti et al 2012; Ipek et al 2012 y Wu et al 2015). En rumiantes, mejora la fermentación ruminal, incrementando las bacterias celulíticas y estabiliza el pH ruminal (Mumpton 1999; Galindo 2005; Hernández et al 2015).

Actualmente, existen trabajos limitados sobre el efecto de la zeolita en el periodo de transición en vacas al pastoreo, pudiendo influir positivamente en útero y ovarios. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de zeolita al 2% del CMS en la dieta basal de vacas lecheras criadas al pastoreo durante 105 días: 60 días pre-parto (dap) y 45 días posparto (dpp), sobre el retorno de la actividad ovárica (RAO), la involución (IU) y salud uterina (SU), y la condición corporal (CC).

Materiales y métodos

Características del sitio experimental y selección de animales

El estudio se realizó en la Sierra sur del Ecuador, en las localidades de Soldados-Pumamaqui y El Capulí, pertenecientes a las parroquias de San Joaquín y Baños de la provincia del Azuay, respectivamente, en tres unidades productivas lecheras (UPL) con vacas Holstein Friesian criadas al pastoreo. Las altitudes de las tres UPL están entre 3100-3300 metros sobre el nivel del mar, con una precipitación promedio de ± 67.1 mm/mes, una temperatura entre 10-16°C, estandarizadas a un mismo sistema de manejo y pastoreo, con ordeño mecánico dos veces al día y una producción de leche promedio de 15 Kg/vaca/día. La alimentación basal para las vacas en el periodo de secado (± 60 dap) fue exclusivamente a base de pasto (mezcla de Rye grass anual y perenne un 90% y trébol blanco un 10%), y sales minerales de manera ocasional; la dieta basal de las vacas en producción lechera fue a base de pasto, silo de pasto, silo de maíz, concentrado y sales minerales/vitaminas (Tabla 1).

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Los análisis bromatológicos se realizaron en los laboratorios de Nutrición y Calidad de la Estación Experimental “Santa Catalina” del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), para determinar la calidad de los alimentos de la dieta basal y realizar el cálculo del aporte energético (Mcal/EN_L/día) de los ingredientes de la dieta basal (Tabla 1) según el (NRC 2001).

La investigación se realizó entre junio y octubre de 2015 en 50 vacas Holstein Friesian mestizas entre tres a siete años de edad, y entre segundo y quinto parto, con una condición corporal al secado ≥ 3.5 según la escala de Edmonson et al (1989), clínicamente sanas después de un examen general, y con un peso promedio de 450 Kg de PV. Las vacas fueron divididas de manera aleatoria en 2 grupos, un control GC (n₁=25) y un grupo experimental GE (n₂=25), al cual se adicionó 2% de zeolita (Clinoptilolita) a la dieta desde los 60 dap hasta los 45 dpp. Las vacas que presentaron distocia, retención de membranas fetales y con CC < 3.5 fueron excluidas del proyecto.

Administración de zeolita

La zeolita que se utilizó fue de la empresa La Colina Cía. Ltda., con el nombre de Captalin® (zeolita natural Clinoptilolita de origen sedimentario). La adición de zeolita al GE a la dieta basal de las vacas comenzó al momento del secado (60 dap) y se hizo con base en su peso promedio, incluyendo el 2% del CMS, y su administración se realizó en comederos individuales para garantizar el 100% de consumo; esta adición de zeolita corresponde al periodo de adaptación ruminal. En las vacas en producción, desde el parto hasta los 45 dpp la adición de zeolita fue repartida en dos partes iguales y administradas en cada ordeño (mañana y tarde), conjuntamente con el concentrado y sales minerales.

Evaluación del retorno a la actividad ovárica, involución y salud uterina, y condición corporal

El retorno a la actividad ovárica (RAO) se evaluó por ultrasonografía transrectal (Kaixin-RKU® 10 portátil, LCD, transductor lineal 6,5 MHz) a los 15, 22, 35 y 45 dpp en el ovario derecho e izquierdo. Los folículos fueron medidos y clasificados según su diámetro en tres clases según Domínguez et al (2008): clase I (≤ 5 mm); clase II (5.1-9.9 mm) y clase III (≥10 mm). Se determinó como el retorno de la actividad ovárica de las vacas, cuando se observaron folículos ≥10 mm de diámetro. Los resultados fueron expresados en porcentaje, condicionando como retorno o no de la actividad ovárica en los diferentes días de medida.

La involución uterina (IU) se evaluó subjetivamente por palpación rectal a los 22 y 45 dpp considerando la posición del útero con respecto a la pelvis (PU) y simetría de los cuernos (SCU), metodología modificada de LeBlanc et al (2002) citado por Domínguez et al (2008); la IU por PU se determinó al palpar el útero totalmente sobre la pelvis (involucionó), mientras que si el útero se encontraba por debajo de la pelvis se consideró como no involucionado; la IU por SCU se estableció como involucionado cuando había una simetría del 50/50 entre los cuernos uterinos. En ambas evaluaciones: PU y SCU, los resultados fueron expresados en porcentajes, considerando las vacas que involucionaron su útero.

La evaluación de la salud uterina (SU) se realizó a los 35 dpp, a través de una citología endometrial (Cytobrush) descrita por Madoz (2012). El análisis de las muestras de citología endometrial fue realizado en un laboratorio clínico microbiológico e inmunológico particular de servicio humano y veterinario (C&S Laboratorios). Los resultados fueron expresados en porcentaje de neutrófilos PMN evaluados en cada citología obtenida por vaca y por grupo; se consideró un porcentaje menor al 6% de PMN en las citologías endometriales como útero saludables en vacas al pastoreo y vacas con útero no saludable cuando se superaba ese porcentaje, según lo descrito por Rutter (2015).

La condición corporal (CC) fue valorada subjetivamente, según la escala de Edmonson et al (1989), partiendo con una CC ≥ 3.5 al momento del secado (60 dap), en tres períodos: 15 dap, al momento del parto (día 0) y a los 45 dpp.

Diseño experimental y pruebas estadísticas

En este estudio se usó un diseño completamente al azar, con dos tratamientos (GC y GE), cada uno con 25 vacas. Los datos fueron sistematizados y analizados en el programa estadístico SPSS versión 22. Las variables IU, SU y RAO se consideraron como “No Paramétricas tipo ordinales” y se usaron las pruebas estadísticas “U de Mann Whitney” y “Kruscall Wallis”; y la variable CC fue considerada como “Paramétrica tipo continua” y se usó un análisis de varianza. Además, se realizó una tabla de frecuencias en la variable RAO, condicionando si retornaron o no su actividad ovárica post-parto en los días de medición de acuerdo al tamaño folicular. Finalmente, se usó la prueba “Rho de Spearman” para medir el grado de correlación significativa entre las variables CC (45 dpp) y RAO, SU e UI (45 dpp); y entre el RAO y SU.

Resultados

El porcentaje de vacas que reiniciaron actividad ovárica a los 35 dpp fue mayor (P < 0.01) para el GE en comparación con el GC (Tabla 2); 52 % de las vacas del grupo control y el 4 % de grupo experimental no reiniciaron actividad ovárica posparto.

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El porcentaje de vacas que involucionaron el útero de acuerdo a la PU y SCU, a los 22 días, fue ligeramente mayor en el GE con respecto al GC, pero no se encontraron diferencias significativas (P > 0.05); sin embargo, a los 45 días, el porcentaje de vacas que involucionaron su útero fue mayor (P < 0.01) en el GE que en el GC (Tabla 3)

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Al evaluar la SU, el porcentaje de neutrófilos PMN fue mayor (P < 0.01) en el GE que el GC, obteniendo 3.4% y 22.3%, respectivamente. Los valores promedios de CC obtenidos fueron mejores (P < 0.01) para el GE que el GC, a los 15 dap, al momento del parto y 45 dpp (Figura 1).

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Se determinó una correlación significativa (P < 0.001) entre la CC a los 45 dpp y el porcentaje de vacas que retornaron a la actividad ovárica (r = 0.70); y con porcentaje de neutrófilos PMN que determinan la salud uterina (r = 0.76); y una buena correlación con el porcentaje de vacas con involución uterina a los 45 dpp de acuerdo a la posición del útero con respecto a la pelvis (r = 0.81) y la simetría de los cuernos uterinos (r = 0.85). También existió una correlación significativa (P < 0.001) entre porcentaje de neutrófilos PMN que determinan la salud uterina los 35 dpp y porcentaje de vacas que retornaron a la actividad ovárica a los 35 dpp (r = 0.71). Finalmente, se comprobaron correlaciones altamente significativas (P < 0.01) entre el porcentaje de vacas que retornaron a la actividad ovárica y el porcentaje de vacas que involucionaron el útero a los 45 dpp, tanto con relación a la posición del útero (r = 0.582) como con la simetría de cuernos uterinos (r = 0.60), y con la salud uterina (r = 0.85).

Discusión

El RAO de las vacas alimentadas con Clinoptilolita fue significativamente mayor en comparación con los animales del GC, y presentó una correlación directamente proporcional con la CC a los 45 dpp. El RAO se evidenció por el mayor porcentaje de folículos ≥ a 10 mm que tuvieron las vacas del GE, debido probablemente a que la zeolita tuvo un efecto beneficioso en la función ruminal y determinó un menor deterioro de la CC, (Figura 1). Se ha comprobado que la condición corporal tiene una relación directa con la actividad ovárica postparto (LeBlanc 2008; Gautam et al 2010; Bromfield et al 2015; Aungier et al 2014); asimismo, la involución uterina, el estado de salud del útero y el reinicio de la actividad ovárica luego del parto están fuertemente influenciadas por la presencia de infecciones uterinas clínicas y subclínicas, que de existir retardan la actividad folicular postparto, comprometiendo la reanudación de la ovulaciones (Sheldon et al 2009) y en última instancia la incapacidad de concebir (Ribeiro et al 2013; Bromfield et al 2015). Esto indica que la presencia más temprana de folículos ≥ 10 mm en el GE pudo haber estado influenciada por la menor disminución de la CC que experimentaron durante las dos semanas previas al parto, y por la tasa mayor de recuperación que tuvieron durante los 45 días siguiente al parto, lo cual coincide con las consideraciones indicadas por LeBlanc (2008) y Gautam et al (2010) en relacion a este aspecto. Esta respuesta fisiológica pudiera explicarse por el efecto de la zeolita en los rumiantes, ya que su administración rutinaria en la dieta incrementa las bacterias celulolíticas y mejorar la fermentación y el pH ruminal (Mumpton 1999; Galindo 2005, Hernández et al 2015), todo lo cual pudo haber mejorado el estatus metabólico de las vacas del GE reduciendo el deterioro de su CC antes del parto y contribuyendo a recuperarla más rápidamente durante el periodo postparto.

La proporción de vacas que completaron la involución uterina a los 45 dpp fue superior en el GE que en el GC. Asimismo, hubo una fuerte relación entre la CC y los dos aspectos considerados para evaluar la involución uterina (PU y SCU), así como también con la salud uterina. Una adecuada IU posparto se caracteriza por el rápido regreso del útero a su condición normal pre gestacional y es de vital importancia para el establecimiento de una nueva preñez (LeBlanc 2008; Castro 2011). La salud uterina a los 35 dpp fue mejor (P<0.001) en el GE que en el GC (3.4% vs 22.2% de PMN respectivamente). Usando como referencia los valores de GE, estos se encuentran por debajo de los indicados por Kasimanickam et al (2004) en vacas lecheras en confinamiento, y por los descritos por Sheldon et al (2006), quienes reportaron un porcentaje mayor al 10 % de PMN en vacas entre 34 y 47 días postparto; de igual manera, están por debajo del 6% de PMN (34 a 47 dpp) señalado para vacas lecheras manejadas al pastoreo (Madoz 2012; Madoz et al 2013 y De la Sota et al 2014).

El porcentaje de PMN en el grupo de vacas que consumió zeolita (Clinoptilolita) fue 6.5 % menor que en el GC, lo cual confirma los hallazgos previamente reportados del efecto beneficioso de la zeolita sobre el sistema inmune (Zarcovic et al 2003; Ivkovic et al 2004; Yarovan 2008; Dogliotti et al 2012; Ipek et al 2012; Wu et al 2015). Otra evidencia de ello fue reportada por Ural (2014), quien adicionó Clinoptilolita en la alimentación de vacas lecheras con el objetivo de mejorar la salud de la glándula mamaria, y demostró una disminucion del recuento de celulas somáticas (P < 0.01) con respecto al grupo de vacas no suplementadas con el producto. Aparentemente, el efecto de la adición de zeolita en la dieta sobre la salud uterina podría explicarse por estimular la actividad antioxidante, ya que su adición incrementa la enzima superóxido dismutasa (SOD) en la mucosa intestinal y disminuye el contenido de MDA (malondialdehído), que proporciona una protección contra el estrés oxidativo mediante el aumento de los niveles de importantes enzimas antioxidantes, aumentando los mecanismos fisiológicos contra el estrés oxidativo y favoreciendo la salud en general (Yaroban 2008; Madhusudhan et al 2009; Wang et al 2012; Wu et al 2013 Tang et al 2014; Wu et al 2015).

En este estudio, la condición energética de las vacas fue estimada mediante la evaluación de la CC, que aunque es un método subjetivo de determinación del este estado metabólico pre y post parto, ha sido ampliamente validado para predecir y estimar ciertas alteraciones metabólicas y el desempeño productivo y reproductivo en vacas lecheras (Gillund et al 2001; Roche et al 2007a, 2007b; Al Ibrahim et al 2010).

Considerando que el rendimiento reproductivo de las vacas lecheras está positivamente correlacionado con el balance energético del animal (Butler 2003; Oikonomou et al 2008), pudiera decirse que los efectos beneficiosos de la zeolita en la función ruminal mejoró el estado metabólico de las vacas del GE en comparación a las de GC, lo cual influyó en que estas tuvieran un RAO e involución uterina más temprana y una mejor salud uterina, tal como lo muestran los resultados de este estudio. En tal sentido, Karatzia et al (2013) obtuvo similares efectos sobre la CC al administrar 200 g/día de una zeolita natural, Clinoptilolita, durante los últimos 2 meses de gestación y durante la lactancia subsiguiente; el grupo tratado tuvo concentraciones significativamente más altas de glucosa sérica y significativamente más bajas de ácido beta hidroxibutírico y acetoacetato. Además de ello, las vacas suplementadas con Clinoptilolita tuvieron un mejor desempeño reproductivo y produjeron más leche que las vacas no tratadas. Asimismo, la administración de Clinoptilolita mejoró el estado energético de las vacas lecheras durante el parto (Katsoulos et al 2006); efecto que se atribuye al aumento de la producción de propionato en el rumen y/o al de la digestión post-ruminal del almidón. Adicionalmente, los parámetros reproductivos (intervalos parto-primer celo, parto-primer servicio y parto-concepción), de las vacas suplementadas con Clinoptilolita fueron significativamente mejorados en comparación con los de los animales del grupo control (P <0.05) (Karatzia et al 2013).

Conclusiones

La adición de zeolita natural (Clinoptilolita) antes y después del parto en la dieta basal de vacas lecheras al pastoreo, en una proporción del 2% del CMS seca por vaca por día, influyó a que un mayor número de vacas retornaron a la actividad ovárica a los 35 y 45 días posparto.
La inclusión de este producto en la dieta aumentó el porcentaje de vacas con involución uterina a los 45 días post parto y mejoró la salud uterina a los 35 días post parto; además, mostró un efecto favorable en la CC a los 15 días antes del parto, al parto y a los 45 días luego del mismo.

Agradecimientos

Se agradece a la Gerencia y Departamento de Investigación y Desarrollo de la empresa La Colina Cía. Ltda., por las facilidades brindadas para esta investigación.

Efecto de la zeolita sobre retorno de la actividad ovárica, involución y salud uterina en vacas lecheras postparto criadas en pastoreo

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