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Medición de calcio en vacas lecheras mediante un equipo portátil

Publicado: 22 de enero de 2024

Por: Salgado HEG*1, Castillo MDA1, Gutiérrez AMA2, Padilla RR2, Zavala L3, Echavez LE41FMVZ UNAM Av Universidad 3000 Col UNAM CP 04510 CDMX, 2Rancho San Josedel Potrero San Juan de los Lagos Jal. 3DSM El Salto Jal CP 45680, Nutrilag SA de CV Tamazula NO. 398, Parque Industrial, 35070 Gómez Palacio, Dgo.

Resumen

La hipocalcemia se presenta en las vacas lecheras durante los primeros días posparto. Las vacas que mantienen una baja concentración de Ca por varios días tienen mayor riesgo de presentar diversas patologías que afectan la reproducción y la producción de leche. La medición de la concentración sérica de Ca es una herramienta de diagnóstico importante para monitorear la efectividad de las medidas de prevención y para la toma de decisiones de tratamiento. En los últimos años se han desarrollado dispositivos que permiten medir la concentración de Ca ionizado al pie de la vaca, lo cual facilita este proceso de diagnóstico. El objetivo de este estudio fue estudiar la asociación entre la medición de Ca ionizado mediante un equipo portátil y la medición de Ca total determinado mediante fotocolorimetría en diversos laboratorios de referencia en vacas lecheras. Se tomaron muestras de sangre completa por medio de punción de la vena coccígea en 17 y 20 vacas lecheras Holstein en los primeros días posparto en dos unidades de producción ubicadas en el norte y en el centro de México respectivamente. En cada una de las muestras se determinó la concentración de Ca ionizado por medio de un equipo portátil el cual consta de un electrodo selectivo de iones. Posteriormente en el suero obtenido de cada muestra se determinó la concentración de Ca total por medio de fotocolorimetría en dos laboratorios de la región del centro de México y en el laboratorio de patología clínica de la FMVZ UNAM, adicionalmente en este último también se determinó la concentración de Ca ionizado en un analizador de electrolitos. Debido a la distribución normal de los resultados obtenidos, se realizaron análisis de regresión lineal para determinar el grado de asociación entre la concentración sérica de Ca y la concentración de Ca ionizado en cada una de las regiones. El coeficiente de determinación R2 fue de 83 y 64 % para cada uno de los laboratorios de la región centro, mientras que la R2 fue de 80 % para la región norte. Cuando se comparó el Ca ionizado mediante el equipo portátil y el Ca ionizado en el analizador de electrolitos la R2 fue de 92 %. Estos resultados indican que la medición de Ca ionizado mediante este equipo portátil tiene alta correlación con la medición de Ca total e ionizado en el laboratorio, por lo que el uso de este equipo en condiciones de campo es de utilidad para la medición de Ca ionizado en vacas lecheras.

Palabras clave: vacas lecheras, hipocalcemia, diagnóstico en campo.

Introducción

En las vacas lecheras la concentración sérica de Ca disminuye en los primeros días posparto, si esta es menor a 1.5 mmol/L puede presentarse dificultad para llevar a cabo la contracción del músculo esquelético por lo que se presenta la postración o paresia, a esta condición se le denomina también hipocalcemia clínica. Cuando la concentración sérica de Ca se encuentra entre 1.5 y 2.14 mmol/L sin que se observen signos clínicos, se le conoce como hipocalcemia subclínica (Martínez et al 2012). La hipocalcemia subclínica se presenta aproximadamente en el 47 % de las vacas multíparas y 25 % en primíparas en los primeros 3 días posparto incluso en vacas que consumen sales aniónicas como método de prevención de la hipocalcemia (Reinhardt et al., 2011). La hipocalcemia disminuye el funcionamiento de las células del sistema inmune (Kimura et al., 2006), lo cual aumenta el riesgo de que se presenten diversos problemas inflamatorios en el tracto reproductivo como retención de placenta, metritis, endometritis lo cual repercute en una disminución de la fertilidad (Martínez et al., 2012). Caixeta et al (2017) demostraron que las vacas que permanecen con hipocalcemia subclínica por más de tres días (hipocalcemia subclínica crónica) presentan una menor fertilidad que las vacas que presentan hipocalcemia subclínica solamente dos días o incluso en vacas que no presentan hipocalcemia subclínica posparto.

Aproximadamente el 30 a 40 % del Ca circulante en sangre se encuentra unido a albumina y otras proteínas, del 9 al 13 % se encuentra unido a bicarbonato, fosfato y ácidos orgánicos, el entre 48 y 55 % se encuentra ionizado o en su forma libre, esta forma es la mas importante ya que es la que ejerce las acciones biológicas. Diversos factores tales como la concentración de albumina, ácidos grasos libres, lactato, fosfatos, bicarbonatos, etc pueden cambiar los porcentajes de Ca previamente mencionados. Sin embargo, el factor que más modifica esta distribución es el pH, de esta manera la disminución del pH sanguíneo o acidemia reduce la unión de Ca a las proteínas y aumenta la concentración de Ca ionizado, por el contrario, el aumento en el pH incrementa la unión del Ca a las proteínas por lo que la concentración de Ca ionizado disminuye (Ott 2021).

La medición de la concentración de Ca total se ha realizado por técnicas de fotocolorimetría o espectrofotometría de absorción atómica, esto requiere de equipos y condiciones de laboratorio a menudo costosas y alejadas de los centros de producción donde se tiene a los animales. El Ca ionizado se puede determinar por medio de un electrodo selectivo de iones, en los últimos años se han diseñado equipos portátiles que permiten determinar la concentración de Ca ionizado al pie de la vaca, lo cual representa una gran ventaja debido a la rapidez de la obtención de resultados y a la toma de decisiones. La eficacia de estos equipos portátiles se ha comparado con otros métodos de medición de Ca ionizado mediante gasómetros y han mostrado una correlación de 99 %.

El objetivo de este estudio fue estudiar la asociación entre la medición de Ca ionizado mediante un equipo portátil y la medición de Ca total determinado mediante fotocolorimetría en diversos laboratorios de referencia en vacas lecheras.

Material y Métodos

Este estudio se realizó en dos establos lecheros ubicados en la región norte y centro de México. Se tomaron muestras de sangre a 17 y 20 vacas Holstein en los primeros 3 días posparto respectivamente en cada unidad de producción. Las muestras fueron obtenidas por medio de punción de la vena coccígea en tubos al vacío sin anticoagulante, inmediatamente después de la obtención de la muestra se depositaron aproximadamente 5 gotas de sangre en el equipo portátil de medición de Ca ionizado y se registraron los resultados. Previo a la medición, el equipo portátil se calibró con 2 soluciones que contienen una concentración de Ca de 1.5 y 2.5 mmol/L. las muestras de sangre fueron almacenadas en refrigeración hasta la retracción del coagulo y separación del suero, posteriormente, este fue enviado al laboratorio para la medición de Ca sérico total por medio de la técnica de fotocolorimetría. Las muestras obtenidas en el establo de la región centro fueron enviadas a dos laboratorios de la misma región. Las muestras obtenidas en el establo de la región norte fueron analizadas en el Laboratorio de Patología Clínica de la FMVZ UNAM, en donde también se determinó la concentración de Ca ionizado en un analizador de electrolitos.

Los resultados obtenidos fueron registrados en una base de datos en el programa Excel ® para Windows versión 2016.

Análisis estadístico

Los resultados obtenidos en cada unidad de producción fueron analizados por separado. En ambos casos se realizó un análisis de distribución normal por medio de la prueba de Shapiro Wilk, el cual fue positivo (p> 0.05), debido a este resultado, posteriormente se realizó un análisis de regresión lineal simple para determinar el grado de asociación entre las concentraciones de Ca ionizado y de Ca sérico total.

El análisis estadístico y los gráficos fueron elaborados por medio del programa Excel ® para Windows versión 2016.

Resultados

El grado de asociación entre la medición de Ca ionizado y Ca sérico total fue alto. En las muestras obtenidas y analizadas en el establo de San Juan de los Lagos, el coeficiente de determinación R2 fue de 83 y 64 % para cada laboratorio de referencia, mientras que en las muestras obtenidas en el establo de Cd. Delicias y analizadas en el laboratorio de Patología clínica de la FMVZ UNAM la R² fue de 0.8. En el grafico 1 y 2 se muestran los datos y las ecuaciones de predicción respectivas. La asociación entre los dos métodos de medición de Ca ionizado también fue alta. En este caso la R² fue de 92 %, los resultados se muestran en la figura 3.

Figura 1 Relación entre la concentración de Ca ionizado en un equipo portátil y Ca total determinado por fotocolorimetría en dos laboratorios de referencia

Figura 1 Relación entre la concentración de Ca ionizado en un equipo portátil y Ca total determinado por fotocolorimetría en dos laboratorios de referencia

Figura 2 Relación entre la concentración de Ca ionizado determinado en un medidor portátil y Ca total por fotocolorimetría en la FMVZ UNAM

Figura 2 Relación entre la concentración de Ca ionizado determinado en un medidor portátil y Ca total por fotocolorimetría en la FMVZ UNAM

Figura 3 Relación entre la concentración de Ca ionizado determinados en un medidor portátil y en un analizador de electrolitos en la FMVZ UNAM

Figura 3 Relación entre la concentración de Ca ionizado determinados en un medidor portátil y en un analizador de electrolitos en la FMVZ UNAM

Discusión y conclusiones

El Ca ionizado representa la fracción más importante debido a que es esta la que ejerce la actividad biológica, esta fracción representa entre el 48 al 55 % del Ca total, este porcentaje depende de varios factores como el pH, la concentración de albúmina, fosfatos, bicarbonato principalmente. En este estudio los valores encontrados fueron entre 48 y 54 %, lo cual coincide con los reportes en la literatura. La concentración de Ca ionizado y su asociación con el Ca total fue alta y positiva en ambas unidades de producción. Este resultado es similar a lo obtenido por Hisaeda et al 2020 quienes encontraron una correlación de 89 % entre la concentración de Ca ionizado y el Ca total en vacas clínicamente sanas. En dicho estudio también determinaron el Ca ionizado mediante un equipo de la misma marca que el utilizado en el presente trabajo. Ott et al en el 2021 también midieron el Ca ionizado con un analizador de gases y lo compararon con el Ca total, ellos reportan una R2 del 83 %, lo cual también coincide con los resultados de nuestro trabajo.

Cuando se comparó la medición de Ca ionizado mediante el equipo portátil y el Ca ionizado en condiciones de laboratorio en un analizador de electrolitos, la R2 fue más alta (92 %), esto es debido a que en ambos casos se está midiendo el Ca ionizado, algunos factores que podrían afectar esta medición son propiamente los equipos y las diferentes condiciones de almacenamiento de las muestras, sin embargo la concentración de Ca ionizado entre ambos métodos no fue diferente, lo cual indica que el equipo portátil es eficaz para la medición de Ca ionizado. Susuki et al 2021 analizaron la concentración de Ca ionizado determinado mediante un analizador de gases de laboratorio y un analizador de gases portátil, y lo compararon con Ca ionizado obtenido mediante un equipo portátil de la misma marca que el utilizado en el presente estudio, en ambos casos obtuvieron una alta correlación lo cual indica que el equipo puede ser utilizado para la medición de Ca ionizado en condiciones de campo.

Para definir la hipocalcemia subclínica en vacas lecheras la concentración de Ca total se ha establecido en < 2 y < 2.14 mmol/L según Goff (2008) y Martínez et al (2012) respectivamente. Cuando se considera la concentración de Ca ionizado para definir hipocalcemia subclínica se usan los valores de 1 y 1.17 mmol/L, según el tipo de equipo utilizado (Yilmaz y Karapinar, 2019). Otros factores de manejo, nutrición, ambiente etc también podrían influir en la determinación de este punto de corte por lo que se recomienda establecerlo de manera particular en cada región.

En conclusión, la medición de Ca ionizado mediante el equipo portátil presenta una alta correlación con la medición de Ca total y ionizado determinados en condiciones de laboratorio, por lo tanto, el uso de este equipo en condiciones de campo es de utilidad para la medición de Ca ionizado en vacas lecheras.

Agradecimientos

Se agradece la colaboración y el apoyo al personal de las empresas Nutrilag SA de CV, Horiba INC, DSM México, Ganadería Lujan SA de CV y al Rancho San José del Potrero, sin su participación este trabajo no hubiera sido posible.

Esta publicación pertenece al XXI Congreso Internacional de MVZ especialistas en bovinos

Caixeta LS, Ospina PA, Capel MB, Nydam DV. 2017 Association between subclinical hypocalcemia in the first 3 days of lactation and reproductive performance of dairy cows. Theriogenology. May; 94:1-7.

Hisaeda K, Koshiishi T, Sasaki A, Shinozuka Y, Isobe N, Kawai K. Changes in ionized calcium concentration in the blood of dairy cows with peracute coliform mastitis. J Vet Med Sci. 2020 Apr 9;82(4):457-462. doi: 10.1292/jvms.19-0678. Epub 2020 Feb 26. PMID: 32101824; PMCID: PMC7192725.

Kimura K, Reinhardt TA, Goff JP. 2006. Parturition and hypocalcemia blunts calcium signals in immune cells of dairy cattle. J Dairy Sci, 89 (7), 2588-2595.

Martinez N, Risco CA, Lima FS, Bisinotto RS, Greco LF, Ribeiro ES, Maunsell F, Galvao K, Santos JEP. 2012. Evaluation of peripartal calcium status, energetic profile and neutrophil function in dairy cows at low or high risk of developing uterine disease. Journal of Dairy Science, 95 (12), 7158-7172.

Ott D, Schrapers KT, Aschenbach JR. Changes in the Relationship between Ionized and Total Calcium in Clinically Healthy Dairy Cows in the Period around Calving. Animals. 2021; 11(4):1036. https://doi.org/10.3390/ani11041036

Salgado-Hernández E.G., Velásquez-Forero F.H., Villa-Godoy A., Romano-Muñoz J.L. Gutierrez-Chavez J.A., Bouda J. 2014 Metabolites of vitamin D and minerals in blood and colostrum of primiparous and multiparous dairy cows with subclinical hypocalcemia. Czech Journal of Animal Science, 59:11-18

Reinhardt TA, Lippolis JD, McCluskey BJ, Goff JP, Horst RL. Prevalence of subclinical hypocalcemia in dairy herds. Vet J. 2011 Apr;188(1):122-4. doi: 10.1016/j.tvjl.2010.03.025. PMID: 20434377.

Salgado-Hernández EG, J Bouda, GJ Ávila, HJA Navarro. 2009. Efecto de sales de Ca y precursores de glucosa sobre Ca sérico y cuerpos cetónicos en vacas lecheras posparto. Vet. Mex. 40: 29-38.

Suzuki K, Kondo N, Takagi K, Nishikawa A, Murakami Y, Otsuka M, Tsukano K, Ikeda K, Funakura H, Yasutomi I, Kawamoto S. Validation of the bovine blood calcium checker as a rapid and simple measuring tool for the ionized calcium concentration in cattle. J Vet Med Sci. 2021 May 9;83(5):767-774. doi: 10.1292/jvms.21-0001. Epub 2021 Mar 26. PMID: 33775988; PMCID: PMC8182322.

Yilmaz O, Karapinar T 2019 Evaluation of the i-STAT analyzer for determination of ionized calcium concentrations in bovine blood. Veterinary Clinical Pathology, 48, pp. 31-35

Contenido del evento:

XXI Congreso Internacional de MVZ especialistas en bovinos

Temas relacionados:

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#Hipocalcemia en vacas

Autores:

Eligio Gabriel Salgado Hernández

Eligio Gabriel Salgado Hernández

UNAM México

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Gildardo Hernandez

Gildardo Hernandez

Alpura

Alpura

5 de septiembre de 2024

Saludos

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