Efecto de la temperatura ambiental y la humedad relativa sobre la temperatura corporal en caprinos

Sergio Montoya Botero Juan Sebastián Ramírez Gómez Alejandro Saldarriaga Saldarriaga

Universidad Nacional de Colombia Facultad Ciencias Agrarias, Departamente de Producción Animal Medellín, Colombia 2013

Antecedentes La cabra se considera un animal con un espectro extremadamente amplio de adaptación a los diversos hábitats, apareciendo desde el bosque tropical al desierto, a veces en medios tan difíciles que constituye para el hombre la única fuente de leche, carne y piel. La cabra es sensible al frío (Jessen, 1977), empezando a tiritar cuando se la coloca a 5ºC. Algunas razas como la Angora en Texas, son sensibles sobre todo al viento frío y húmedo, que llega a causar grandes pérdidas (Mount, 1979). Otra respuesta clara de esta sensibilidad es la de un mayor consumo de oxígeno, con el aumento de la tasa metabólica y consiguiente producción de calor, para hacer frente a las bajas temperaturas (Krog y Monson, 1954). Esta relación que de manera general indica una mala adaptación a los ambientes más fríos, como es lógico pensar, difiere en las diferentes razas. En estudios llevados a cabo con cabras Chamois coloured, Saanen y Toggenburg, esta última pareció ser más resistente al frío, -5ºC, así como al calor, 40ºC, quizás por el aislamiento que le confiere su pelo. Sin embargo, todas ellas mostraron una disminución de 3 a 5ºC en la temperatura de su piel con la menor temperatura ensayada (Bianca y Kunz, 1978). (Raggi, 1985) Las investigaciones llevadas a cabo con el fin de conocer el comportamiento fisiológico de la cabra frente a un ambiente caluroso, y frente a las circunstancias que, muchas veces aquel origina, como la escasez de agua, van poniendo de manifiesto el buen grado de adaptación que esta especie presenta frente a tales ambientes. Esta adaptación a ambientes cálidos es mejor cuando la humedad ambiental es baja (Gall, 1981). La pérdida de calor por la evaporación de sudor juega un pequeño papel en este animal, existiendo evidencia clara de que suda menos que la oveja y muchos menos que el ganado vacuno. Sin embargo, bajo stress por calor la mayor pérdida de agua la llevan a cabo de esta manera, siempre que la temperatura ambiental suba considerablemente (Maloiy y Taylor, 1971). La cabra usaba menos agua que la oveja para los procesos de su termorregulación (Dawson y colaboradores, 1975). Además, se ha observado que tienen una producción de calor metabólico más bajo, menos susceptibilidad a la alcalosis respiratoria a frecuencias respiratorias altas y menos desórdenes metabólicos que el ovino y bovino (Mc Dowell y Woodward, 1982). (Raggi, 1985) Las cabras muestran una mayor resistencia y tolerancia al estrés calórico en comparación con las ovejas; lo cual obedece a la menor masa corporal, menor aislamiento corporal, menor producción calórica por individuo y mayor facilidad tegumentaria para disipar el calor a partir de la piel propiamente. En consecuencia, el balance calórico en la cabra facilita una mayor aproximación al equilibrio calórico entre la producción metabólica y la contribución ambiental con respecto a las perdidas pasivas y activas. En cambio las pérdidas de calor en las crías no están relacionadas solo con factores climáticos, sino que también dependen de las instalaciones y el ambiente en que se encuentre el cabrito (humedad de la cama, corrientes de aire, techo, número de animales por corral, entre otros). (Araúz, E 2010)

Justificación La temperatura ambiental es uno de los factores que más influye en el balance de las variables fisiológicas de los animales y por lo tanto es gran responsable de su desempeño en todos los aspectos sean, productivos, reproductivos, y sanitarios. La evaluacion de las condiciones y los rangos en los que las especies de interés zootécnico logran un estado de bienestar en condiciones propias de los sistemas de producción es un trabajo de permanente evaluación dada la introducción de nuevas razas y las constantes variaciones climáticas; por lo cual, el conocimiento del efecto de la temperatura y la humedad relativa sobre los animales reviste gran importancia a la hora de diseñar y establecer planes de manejo que permitan reducir al máximo los efectos negativos que sobrevienen en condiciones ambientales hostiles, que se traducen en una disminución del potencial productivo de los animales.

Objetivos Objetivo general Evaluar el efecto de la temperatura ambiental y humedad relativa sobre la temperatura corporal entre cabras adultas y jóvenes en el aprisco de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.

Objetivo específico Analizar la relacion de la temperatura ambiental y humedad relativa, sobre la temperatura corporal de caprinos adultos y jovenes.

Marco teórico Termogénesis La producción o ganancia de calor del cuerpo animal depende fundamentalmente de tres fuentes, dos de tipo directas y una indirecta. Las fuentes de tipo directas se corresponden con la actividad muscular y las reacciones bioquímicas de los procesos metabólicos mientras que la fuente indirecta está dada por la ganancia del calor del medio ambiente. (Alvarez) Le corresponde a la musculatura esquelética, debido a la amplitud de su área, ser una parte importante en la generación de calor. La contracción muscular es un proceso exotérmico que implica el consumo de energía liberada a partir del ATP por el músculo y con origen principalmente en la combustión aeróbica de la glucosa por lo que todo aumento en la actividad muscular, tal como ocurre en el ejercicio, implica un aumento en el consumo de oxigeno. (Alvarez)

En el análisis de las condiciones necesarias para determinar el metabolismo basal se manifiestan los posibles indicadores, que influyen sobre el metabolismo energético. El momento del día en que se determina es importante, por cuanto el metabolismo energético está sometido a oscilaciones circadianas como su aumento en la mañana y su descenso en la tarde para los animales de hábitos diurnos. (Alvarez) El incremento del metabolismo basal que traduce su transformación en metabolismo activo, produce un aumento importante en la producción de calor con el lógico incremento en el consumo de oxigeno. La entrada en funcionamiento del metabolismo activo como respuesta generadora de calor ante condiciones ambientales frías, responde en primer lugar a mecanismos neuroendocrinos que regulan la secreción de las catecolaminas (adrenalina y noradrenalina) y de tiroxina. Las catecolaminas producen un incremento rápido, pero de corta duración, en la producción de calor ya que favorecen la glucogenolisis hepática. Las hormonas de la tiroides (triyodotironina y tiroxina) determinan un aumento lento, pero prolongado, de la producción de calor porque favorecen todas las oxidaciones celulares incrementando notablemente el metabolismo basal. (Alvarez) El sistema termorregulador tiene su centro funcional a nivel hipotalámico. El hipotálamo anterior se asocia con los mecanismos de pérdida de calor mientras que el hipotálamo posterior se correlaciona con los mecanismos de producción de calor. Le corresponde a la región pre-óptica del hipotálamo anterior la mayor termosensibilidad tanto a la temperatura de la sangre (temperatura de núcleo) como a la temperatura de la piel (temperatura de superficie) estableciéndose un circuito de relación funcional en donde no existe separación espacial absoluta entre las funciones receptivas e integrativas para la elaboración de la respuesta precisa ante las influencias térmicas externas e internas.

(Alvarez) El centro termorregulador hipotalámico (centro termostático), que al activarse ante el calor o el aumento de la temperatura corporal incrementaría la generación de impulsos nerviosos hacia el hipotálamo posterior, deprimiendo su actividad generadora de calor manifestándose entonces la acción termolítica del hipotálamo anterior. Por el contrario el frío o el descenso de la temperatura corporal, produce una reducción significativa en la generación de impulsos depresores hacia el hipotálamo posterior y este responde incrementando la producción de calor al tiempo que se reducen las perdidas por depresión del hipotálamo anterior. (Alvarez) La ingestión de alimentos aumenta la producción de calor tanto por procesos físicos (masticación, deglución, actividad motora gastrointestinal), como por procesos químicos (digestión y absorción de nutrientes). El efecto calórico del alimento difiere según la clase de nutriente ingerido correspondiéndole a la digestión proteica la mayor proporción. En los rumiantes, la actividad fermentativa del saco retículo-ruminal se constituye en una fuente extra de calor capaz de generar hasta un 10% de la producción total básica del animal. (Alvarez)

Termólisis El proceso de la termólisis o pérdida de calor comprende dos vías principales: la termolisis insensible que se corresponde con la pérdida de calor por radiación, conducción, convección, evaporación y excreción (heces fecales y orina) y la termolisis sensible que se relaciona con el proceso de la sudoración y/o el jadeo. (Sanmiguel, 2011)

La mayor parte del calor que producen los animales se pierde positivamente por radiación, conducción o convección al ser generalmente la temperatura corporal mayor que la ambiental lo que responde al principio físico del gradiente térmico (del área mas caliente al área menos caliente) por lo que en caso de que ambas temperaturas sean idénticas, estas vías de disipación calórica se anulan, y de ser mayor la temperatura ambiental que la corporal, entonces se convierten en vías termogeneticas y no termoliticas por lo que el calor se transferiría entonces del medio al animal sobrecalentándolo. (Alvarez, A) La temperatura ambiental crítica superior para la oveja y la cabra es 32 °C; lo que indica que el desplazamiento fisiológico y metabólico se inicia a partir de este punto calórico en el aire. A partir de los 32 °C se definen mecanismos termorregulatorios destinados a la disipación calórica en la cabra y la oveja como son la sudoración y el jadeo complementado con la hipernea sostenida. Las cabras muestran una mayor resistencia y tolerancia al estrés calórico en comparación con las ovejas; lo cual obedece a la menor masa corporal, menor aislamiento corporal, menor producción calórica por individuo y mayor facilidad tegumentaria para disipar el calor a partir de la piel propiamente. En consecuencia, el balance calórico en la cabra facilita una mayor aproximación al equilibrio calórico entre la producción metabólica y la contribución ambiental con respecto a las perdidas pasivas y activas. (Araúz, 2010) Definitivamente, el aumento de la humedad relativa reduce la capacidad de disipación calórica pasiva y activa; y en consecuencia, los homeotermos tienen que invertir más energía para depender de los mecanismos activos para la termólisis forzada. La cabra y la oveja son afectadas por el estres calórico en términos fisiológicos en primera instancia. Entre los efectos inmediatos se presentan aumento de la tasa respiratoria, elevación de la temperatura corporal, modificación en la conducta alimentaria y social, aumento en el consumo de agua, reducción en el consumo de alimento, reducción en el pastoreo, activación del mecanismo de sudoración a pesar de la baja capacidad sudorativa, aumento de la saturación con agua en el pelaje y superficie tegumentaria. Los animales también reflejan baja actividad social y dedican más tiempo al reposo aparente. El índice respiratorio y la temperatura rectal aumentan según la especie y el grado de estrés calórico, así como también, en función del periodo de exposición. En general, el estrés calórico conduce al caprino y ovino hacia una sobrecarga calórica que se ve con mayor facilidad en las horas del día al igual que en los demás homeotermos rumiantes y en consecuencia se activan los mecanismos activos que caracterizan la termólisis propiamente (respiración, jadeo, sudoración y conducta). (Araúz, 2010)

Metodología Las mediciones se llevaron a cabo en el aprisco de la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín,el cual se encuentra ubicado en la zona de vida bosque húmedo montano bajo (bh-MB) a 6°15'46"N 75°34'38"W. Para la evaluación de los parámetros se escogieron ocho animales, cuatro hembras adultas en producción de leche y cuatro hembras jovenes entre dos y tres meses de edad, los cuales se identificaron para la respectiva toma de la muestra, los animales permanecieron en pastoreo normalmente. Se eligieron ocho días durante tres semanas, en los cuales se medio la temperatura ambiental y la humedad relativa con un termóhigrometro en la misma zona donde se encuentran los animales. Igualmente, se medio simultáneamente la temperatura rectal con un termómetro de cristal dejándolo en el recto por espacio de un minuto y haciendo la lectura correspondiente, repitiendo el proceso con cada uno de los animales de las dos etapas, la medición se repitió en la mañana y en la tarde de cada uno de los ocho días escogidos. Finalmente, los datos obtenidos se registraron en una tabla y se promediaron tanto para la mañana y la tarde, en la que se discriminó los valores de adultos y jóvenes. A partir de estos datos se realizaron gráficos que permitieron correlacionar los datos.

Resultados y Análisis de datos Tabla 1.1 Temperatura rectal, para cabras adultas y crias, temperatura ambiental y humedad relactiva para los dias uno a cuatro en la mañana y en la tarde. Dia y fecha Momento y hora Flor Navida Adult d as Violeta Lizeth X Tania Coral Crias Kilary Nativid ad X

Dia 1 Marzo 18

Dia 2 Marzo 20

Dia 3 Marzo 22

Dia 4 Abril 3

Mañana Tarde Mañana Tarde Mañana Tarde Mañana Tarde 7:30 13:00 7:30 13:00 7:30 13:00 7:30 13:00 38

Medicion de temperatura rectal (ºC) 39,9 38,6 39,6 38,9 39,2

38,8

39,5

38,6

39

38,1

38,8

38,5

39,1

39

39,2

38,6 38 38,3 38,3 38,6 38,6

38,6 38,8 39,075 39,9 39,6 39,5

38,1 38 38,2 38,7 38,7 38,4

39,1 39,1 39,15 39,5 39,1 39,3

38,3 38,3 38,5 38,5 38,8 38,8

39,6 39,4 39,325 39,7 39,4 40

38,2 38,1 38,525 40,4 38,9 38,5

39,3 39,4 39,35 40,5 40,1 40,4

38,6

39,8

38,8

39,5

38,7

40,5

38,9

40,4

38,525

39,7

38,65

39,35

38,7

39,9

39,175

40,35

20

26

68

64

Medicion de temperatura ambiental (ºC) 22 31 24,3 30,8 22 Medicion de humedad relativa (%) 70 76,3 77,3 70,2

69

30,8 45,8

Tabla 1.2 Temperatura rectal, para cabras adultas y crías, temperatura ambiental y humedad relactiva para los dias cinco a seis en la mañana y en la tarde. Dia y fecha Momento y hora Flor Navida Adult d as Violeta Lizeth X Tania Coral Crias Kilary Nativid ad X

Dia 5 Abril 5

Dia 6 Abril

Dia 7 Abril 12

Dia 8 Abril 15

Mañana Tarde Mañana Tarde Mañana Tarde Mañana Tarde 7:30 13:00 7:30 13:00 7:30 13:00 7:30 13:00 Medicion de temperatura rectal (ºC) 39 38,6 39 39 39,2

38,3

39,5

41,2

38,5

39

38,6

39,2

38,9

39

38,9

39

38,4 38,3 38,375 38,3 39 39

39,4 39,1 39,125 39,5 39,5 40

38,5 38,8 38,625 38,7 38,9 39,2

39,5 38,7 39,1 39,4 39,5 39,5

38,9 39,3 39,025 38,8 39,4 39

38,9 39,2 39,075 39,8 40 39,9

38,8 39,9 39,275 38,7 39,6 39,7

40,4 40,3 40,225 42 40,3 40,6

39,2

39,6

39,1

39,8

39,5

40,4

40

40,6

38,875

39,65

38,975

39,55

39,175

40,025

39,5

40,875

22

Medicion de temperatura ambiental (ºC) 30 18 21 20 30 21

31

70

44

Medicion de humedad relativa (%) 60 45 70 48

44

82

En la tabla 1. se pueden observar los datos tomados para cada uno de los ocho dias escogidos en la mañana y en la tarde, de temperatura rectal para cabras hembras adultas y jóvenes, de temperatura ambiental y humedad relativa.

Gráfica 1. Relación entre temperatura ambiental y humedad relativa UN Medellín

Temperatura Ambiental

Grafica 1 35 30 25 20 15 10 5 0 0

20

40

60

Humedad Relativa

80

100

Correlación de la temperatura ambiental con la humedad relativa. En la que no se evidencia ninguna relación de dependencia, es decir, que no hay un efecto de la temperatura ambiental sobre la variación de la humedad relativa y viceversa.

Gráfica 2. Relación entre temperatura ambiental y temperatura rectal en hembras caprinas adultas y hembras caprinas jóvenes, UN Medellín. Adultas

Temperatura Ambiental

30 25 20

Mañana

15

Tarde

10

Temperatura Ambiental

Crias

35

35 30 25 20

Mañana

15

Tarde

10 5

5

0

0 38

39

40

38

41

39

40

41

Temperatura Rectal

Temperatura Rectal

Correlación de la temperatura ambiental con la temperatura rectal, en las que se observa un cambio en la temperatura rectal entre la mañana y la tarde, tanto en hembras adultas como en crías.

Gráfica 3. Relación entre humedad relativa y temperatura rectal en hembras caprinas adultas y hembras caprinas jóvenes, UN Medellín. Crias

90

90

80

80

70 60 Mañana

50 40

Tarde

30

Humedad Relativa

Humedad Relativa

Adultas

70 60 40 20

10

10 38

39

40

Temperatura Rectal

41

Tarde

30

20 0

Mañana

50

0 38

39 40 Temperatura Rectal

41

Correlación de la humedad relativa con la temperatura rectal, en las que se observa que no hay una influencia marcada de la humedad relativa sobre la temperatura rectal.

Discusión Estudios realizados por varios autores, indican que el estrés calórico altera la fisiología de los caprinos y en consecuencia se reduce la eficiencia biológica y la capacidad de producción. Tras el trabajo realizado en la Universidad Nacional Sede Medellin, se encontró que la temperatura ambiental, guardando valores entre 18 y 31ºC, no estuvo directamente relacionada con la humedad relativa, la cual se mantuvo entre 44 y 82%, según la Grafica 1., es decir, en condiciones de temperatura alta hubo humedad alta, pero también se presentó la situación de tener temperaturas bajas con alta humedad. En la Grafica 2. y en la Grafica 3, se evidencian diferencias tanto para las cabras adultas como para las crias. La temperatura rectal, por ejemplo, se diferencia notablemente en la mañana con respecto a la tarde, siendo mayor en la tarde, independiente de las demas variables. Si se analiza solo el efecto de la humedad relativa sobre la temperatura rectal (Gráfica 3) no hay un efecto relevante, pues son muchos los factores que pueden influir para generarse un cambio. Aun así, en este caso se nota que con una humedad relativa alta encontramos temperaturas rectales altas, incluso también, para esa misma humedad se encuentran temperaturas rectales bajas. Por otro lado, al observar el efecto de la temperatura ambiental sobre la temperatura rectal (Gráfica 2), de nuevo tampoco no sería la única variable que influye, pero si se encuentra que es la que más tiene impacto en la variación que presenta este parámetro, esto es, que al aumentar la temperatura ambiental de la mañana, con promedio de 21ºC, con respecto a la tarde, con promedio de 29ºC, se aumentó la temperatura rectal de las cabras en al menos 1ºC. La temperatura ambiente al tener una repercusión importante en la temperatura rectal de los caprinos tanto en crías como en hembras adultas, encontramos que estas últimas a diferencia de las primeras, tienen mayor capacidad para mantener su temperatura corporal dentro de un rango muy estrecho, especialmente en la tarde, pese a los incrementos de la temperatura del medio ambiente (Gráfica 2). En la mañana, para las adultas y para las crias hay una pequeña pero significativa dispersión de los datos, debido en primera instancia a que los animales para ese momento venían de una noche de reposo, en general de poca actividad física y metabólica, por lo que no hay un aumento notable de la temperatura ambiental debido a las condiciones confortables del, ambiente, datos reportados por estudios en esta especie, indican que la zona termo neutral para la cabra esta entre 20 y 26 °C (Araúz, 2010), rango en el cual la temperatura de la mañana estuvo fluctuando; esto quiere decir que los animales no presentan una ganancia de calor indirecta, y no se ven obligados a establecer acciones adicionales a mecanismos insensibles para liberar el exceso de calor corporal, por lo que se puede permitir tener diferentes valores de temperatura corporal. En la tarde, como en promedio la temperatura estuvo por encima de su zona termoneutral, y las actividades físicas y metabólicas han ejercido aumento del calor, las cabras ya presentan procesos termogenéticos y deben comenzar a generar procesos termoliticos para discipar el exceso de calor y no sobrepasar su temperatura corporal normal que debe estar alrededor de los 39ºC. Varios factores inciden en esta habilidad de perder calor entre cabras adultas y crias; la adaptación durante mucho tiempo a las condiciones propias de la zona en las que la temperatura ambiental y la humedad relativa son muy variables en períodos cortos de tiempo, así por ejemplo, el centro

termorregulador de las cabras adultas está bien adaptado para controlar la variación de la temperatura, por el contrario las crias no tienen ni el control ni la adaptación para que este centro les ayude a regular su temperatura, lo que se evidencia en la dispersión de datos para la temperatura rectal en las tardes de estos animales. Comparativamente con las crías, las adultas tienen una tasa metabólica más baja por la etapa fisiológica en la que se encuentran, con lo que no habría un aporte tan alto de calor proveniente de esta vía como suele suceder con animales en crecimiento. Desde el punto de vista de los mecanismos de disipación, los animales adultos tienen una mayor área superficial corporal para intercambiar calor con el medio ambiente, y si adicionalmente, la tasa de producción de calor metabólico es más bajo, la disipación por medios sensibles e insensibles es mucho más efectiva.

Conclusiones -

Hay una diferencia marcada de la temperatura rectal de las cabras en la mañana respecto a la tarde, tanto en adultas como en crias.

-

Las cabras adultas han desarrollado mecanismos más eficaces para mantener el control de su temperatura corporal, frente a las variaciones del medio en el que se encuentran.

-

La temperatura corporal estuvo influenciada principalmente por la temperatura ambiental.

-

Dada a la inestabilidad climática en estas regiones tropicales, se hace indispensable el desarrollo de mecanismos de adaptación térmica en cabras, teniendo en cuenta las implicaciones del metabolismo en la disipación y conservación de calor.

Referencias Álvarez Díaz, A.FISIOLOGÍA DE LA TERMORREGULACION. 25 pp En: Biblioteca Ihatuey. Disponible en internet: http://biblioteca.ihatuey.cu/links/veterinaria/ft.pdf. Consultado Abril 5 de 2013. Araúz, E. 2010. Importancia del microambiente sobre la produccion de pequeños rumiantes, Acontecer Ovino ∼ Caprino 46: 12-21. Raggi, L; Sanz, R; Guerrero, E; Boza, J. 1985. Fisiologia ambiental de la cabra. En: Fisiologia ambiental de la cabra, Monografias de Medicina Veterinaria, volumen 7 numero 1. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Universidad de Chile. Disponible en internet: http://www.monografiasveterinaria.uchile.cl/index.php/MMV/article/view/4864/. Consultado. Marzo 20 de 2013. Rosa A. Sanmiguel Plazas., Vicente Díaz Ávila. 2011. Mecanismos fisiológicos de la termorregulación en animales de producción, Revista Colombiana de Ciencia Animal 4, (1): 88-94.