Efectos de la mastitis clínica sobre la calidad ovocitaria en vacas Holstein Friesian.

INTRODUCCIÓN

La última década del siglo pasado se caracterizó por ser un periodo relevante en lo que se refiere al desarrollo de biotecnologías directas para la reproducción asistida en humanos y para el mejoramiento en la manipulación reproductiva y genética de animales elite (Fernandez et al., 2007). Una de estas biotecnologías es la producción in vitro de embriones (PIVE) en bovinos (Urrego et al., 2008). La producción in vitro de embriones representa un importante avance tecnológico en la reproducción de las especies domésticas de alto valor genético y también es una interesante alternativa comercial (Chong et al., 2016).

Una de las limitantes para lograr buenos resultados en un programa de producción-reproducción en las biotecnologías reproductivas, son las infecciones o enfermedades crónicas que aparecen en la vida productiva de la hembra, provocando el desecho prematuro involuntario de las hembras afectadas (Schrick et al., 2001). La mastitis es una enfermedad muy importante en las vacas altas productoras de leche en todo el mundo, lo que provoca grandes pérdidas económicas debido a la reducción de la producción, calidad y composición de la leche (Asaf et al., 2014, Roth et al., 2013 y Seegers et al., 2003). Las pérdidas reproductivas asociadas a enfermedades inflamatorias en la industria de carne en los estados unidos tiene un costo estimado de $500 millones de dólares anuales (Scenna, 2006). Así mismo en la industria de leche en los Estados Unidos por causa de la mastitis se tiene un costo estimado de 2 mil millones de dólares anuales con pérdidas que oscilan entre 150.0 y 300.0 USD/vaca/año (Roth et al., 2013).

La mastitis y otras infecciones inflamatorias que ocurren en el ganado bovino lechero, tienen una gran influencia en la fertilidad y tienen un efecto negativo en el comportamiento reproductivo y no solo en la producción de leche (Jackson et al., 2012 y Asaf et al., 2014). Por ejemplo el tiempo desde el parto a la primera inseminación es más largo, y el número de servicios por concepción es mayor en vacas con mastitis (Morales et al., 2016). Además se ha demostrado en estudios recientes que la tasa de concepción y la tasa de preñez son más bajas en vacas con mastitis comparado a las sanas (Asaf et al., 2014). Por todo lo anterior se podría llegar a pensar que los efectos de esta enfermedad pueden afectar las células o gametos sexuales en el desarrollo del embrión.

La relación que existe entre la mastitis (inflamación de la glándula mamaria), la reproducción y la producción in vitro de embriones no ha sido ampliamente estudiada, especialmente en vacas Holstein Friesian altas productoras (Schrick et al., 2001; Lavon et al., 2010).

La mastitis conduce a la producción de una variedad de moléculas bioactivas fuera del tracto reproductivo que pueden potencialmente interrumpir tejidos del aparato reproductor aumentando los niveles de producción de citoquinas como el Factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), la prostaglandina-F2-alfa (PGf2α), y el óxido nítrico (NO) que tienen un efecto negativo en la foliculogenesis y en el eje- hipotalamo-hipofisis-gonadas (Roth Z, y Wolfenson D, 2016, Soto et al., 2003, 2003b).

Por primera vez en condiciones de clima semidesértico en México, se determinó el efecto que tiene en el comportamiento reproductivo y en la eficiencia en la PIVE de embriones. Los posibles mecanismos por los que la mastitis afecta negativamente la reproducción aún no está muy claros y documentados. Por lo tanto la comprensión de los mecanismos y efectos perjudiciales que tienen los mediadores de la inflamación (TNFα y la PGF2α) en el desarrollo del embrión in vitro en las diferentes etapas de división, permitirá la búsqueda de nuevas estrategias terapéuticas para mejorar o contrarrestar estos efectos deletéreos en la calidad, desarrollo y supervivencia del embrión para lograr una mejor eficiencia reproductiva en las vacas de alto potencial genético con enfermedades inflamatorias como la mastitis.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio de campo se realizó en un establo lechero comercial localizado en Torreón Coahuila, con una Latitud 24° 22’ Norte y 102° 22’ Oeste de Longitud, con 1,120 metros sobre nivel del mar. Con condiciones climáticas: región semiárida, seca, precipitación pluvial anual 250 mm. humedad relativa del 20-25 %, Temperatura media anual de 25 °C, con máximas de 45 y mínimas de -5 °C.

El estudio se llevó a cabo en el mes de mayo para eliminar el posible efecto adicional del estrés calórico sobre la población folicular. Todos los animales utilizados en el experimento fueron sometidos a un examen ginecológico y solo se seleccionaron aquellas sin trastornos reproductivos perceptibles. Estos animales fueron sometidos bajo vigilancia veterinaria según lo dispuesto en el programa sanitario y en producción normal de su lactancia.

Las vacas al momento del experimento tenían:

Mismo tipo de mastitis (clínica y no crónica).
Mismos días en leche (60-90 DEL).
3 - 5 partos.
Mismo nivel de producción (10,000 kg/lactancia)

Se seleccionaron 36 vacas Holstein Friesian altas productoras de leche, 18 con mastitis Clínica y 18 sin mastitis, de las cuales todas fueron donadoras de ovocitos para el programa de Producción In vitro de embriones, se buscó la homogeneidad de todas estas con los mismos parámetros reproductivos y tipo de alimentación. Los ovocitos se colectaran por el método de aspiración folicular transvaginal “Ovum Pick UP” (OPU).

Alimentación:

Todas las vacas fuerón alimentadas mediante forraje (55%) concentrados (45%) y los suplementos minerales y vitamínicos que están incluidos en la ración totalmente mezclada (RMT) y con agua a libre acceso. Los ingredientes de la dieta ofrecida a los animales en el periodo de lactancia fue en base a forrajes como la alfalfa, ensilaje de sorgo, ensilaje de maíz y avena, así como de concentrados con maíz rolado, semilla de algodón y canola. Todos los registros productivos y reproductivos fueron almacenados en el sofftware especializado Dairycom®.

Proceso de aspiración folicular:

La aspiración folicular fue realizada in vivo empleando el método de aspiración folicular transvaginal (OPU). Para este propósito, las hembras fueron sedadas con Xilacina (Prosin, Pisa Agropecuaria, S.A. de C.V. México) al 2% (0.3 ml/vaca IM) y anestesiadas de forma local con Lidocaína (Pisacaina, Pisa Agropecuaria, S.A. de C.V. México) al 2 % (3 ml/vaca) para prevenir contracciones rectales y facilitar la manipulación de los ovarios, el recto de los animales fue vaciado manualmente y se higienizó todo el tren posterior mediante un lavado con agua y yodo. El equipo utilizado fue un equipo de ultrasonografía (CHISON, Digital Ultrasound System, Model: 8300 VET. 5.0 MHz Sectorial conectado a un transductor vaginal de 7.5 MHz acoplado a una guía de aspiración follicular con cánula de 20 G x 2”, la cual está unida mediante un sistema de aspiración folicular equipado con tubo cónico de 50 ml. para la recolección a una bomba de vacío (Pionner Pro Pump, Pioneer Pro Pump Single – 115v, Single Foot Pedal, PS 653, Canada).

Se introdujo el transductor por vía vaginal, cubierto con un protector con gel para ultrasonografía. Los ovarios se manipularon rectalmente de forma tal que se colocaron estos contra el transductor y se visualizaron los folículos en la pantalla del ecógrafo. Con la aguja se atravesó la pared vaginal, puncionando de esta forma los folículos de entre 3 y 10 mm de diámetro, al momento que se aplicó la presión de vacío de 50 a 65 mm Hg y se recogió el aspirado folicular en los tubos de recolección, que contenían medio de aspiración (PBS + heparina, en relación 50:1).

Los ovocitos colectados de dividieron en dos grupos de acuerdo a la condición de la vaca donante, fueron evaluados y clasificados morfológicamente de acuerdo a Loos et al., (1989) en la escala de 1 a 4 (1, 2, 3 aptos y 4 no aptos para la PIVE):

Grupo 1: Ovocitos de vacas sanas
Grupo 2: Ovocitos de vacas con mastitis clínica

Durante el desarrollo del experimento se realizó una repetición de aspiración de los Ovocitos de los ovarios de las 36 vacas.

Proceso de producción In vitro.

El proceso para la producción de embriones In vitro se realizó en un laboratorio acreditado y con personal capacitado en el desarrollo de esta biotecnología, siguiendo los estándares y protocolos del laboratorio.

Una vez localizados y clasificados los ovocitos se juntaron todos en una placa de Petri redonda 35 mm. y se trasladaron al medio de maduración (50 ovocitos / pozo con 500 microlitros de medio). Se cerró la placa de maduración y se equilibró en una atmósfera con 5% de CO2, 5% de O2 y con 100% de humedad relativa, a una temperatura de 39ºC por 24 h.

RESULTADOS Y DUSCUSIÓN

El número total de ovocitos colectados en las vacas sanas numéricamente es más alto comparado con las vacas con mastitis clínica (cuadro 1) como ha reportado en investigaciones de Roth et al., (2013) y Rahman et al., (2012), donde ellos encontraron valores similares al de este estudio. Uno de los posibles mecanismos por el cual hay un menor número de ovocitos en las vacas con mastitis clínica, podría ser la producción de algunos mediadores de la inflamación como el TNFα y PGf2α, que causan bajos niveles de hormonas gonadotropicas como lo son GnRH, FSH y LH (Asaf et al., 2014, Roth et al., 2013, Okuda et al., 2006 y Hansen et al., 2004).

Efectos de la mastitis clínica sobre la calidad ovocitaria en vacas Holstein Friesian. - Image 1

La calidad de los ovocitos en el Cuadro 1 donde se muestra un mayor número de ovocitos viables (calidad I, II y III) en las vacas sanas con un 90.76% y un 83.75% en vacas con mastitis clínica, y de acuerdo a la clasificación de grados de ovocitos sugerida por Loos et al., (1989) estos grados tienen mejores condiciones para la producción de un embrión. En este estudio del total de la n (19) con mastitis dos de las vacas no produjeron ovocitos de buena calidad descartando todos los ovocitos.

CONCLUSIÓN

La mastitis clínica se asocia con la reducción en la producción In vitro de embriones en vacas Holstein. Aunque el mecanismo por el cual la mastitis clínica impide el rendimiento productivo de embriones no está del todo claro, los estudios han explorado su asociación con la función ovárica alterada. En este documento se proporciona evidencia, por primera vez, del efecto negativo que tiene la mastitis clínica en la calidad y cantidad de ovocitos colectados en vacas altas productoras en la Comarca Lagunera.

Por lo tanto la comprensión de los mecanismos y efectos perjudiciales que tienen el TNFα y la PGF2α en el desarrollo del embrión in vitro en las diferentes etapas de división, permitirá la búsqueda de nuevas estrategias terapéuticas para mejorar o contrarrestar estos efectos deletéreos en la calidad, desarrollo y supervivencia del embrión para lograr una mejor eficiencia reproductiva en las vacas con enfermedades inflamatorias como las mastitis.