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Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba (Metabolic imbalances and minerals deficiencies associated with reproductive disorders in dairy cattle in Cuba) García Díaz, Juan R. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní Km. 5 ½.Santa Clara. CP 54830. Villa Clara Santa Clara. Cuba. E-mail: [email protected]⏐ Cuesta Mazorra, Mario: Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. ⏐ Silveira Prado, Enrique A.: Centro de Bioactivos Químicos. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. ⏐ Quiñones Ramos, Reinaldo: Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Santa Clara. Villa Clara. Cuba.⏐ Hernández Barreto, Miguel A.: Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. ⏐ Mollineda Trujillo, Ángel: Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Santa Clara. Villa Clara. Cuba.

Resumen El objetivo de este estudio fue diagnosticar los principales desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a los problemas reproductivos en vacas lecheras mestizas Holstein x Cebú en un sistema de producción con amamantamiento restringido en la región central de Cuba. El experimento se desarrolló en un rebaño lechero con deterioro de los principales indicadores de eficiencia reproductiva, se seleccionó una muestra de 50 animales, evaluándose indicadores del metabolismo mineral, proteico y hemogasométricos. Se calcularon los estadígrafos descriptivos, tipo de distribución de los datos, rango de referencia y la proporción de animales con valores normales, sospechosos o patológicos para todas las variables. Para estudiar la influencia del los principales factores que determinan las alteraciones reproductivas del rebaño se realizó un análisis de componentes principales. Se diagnosticaron deficiencias de Cu y P en el 68 y 56% de los animales respectivamente, sobresalen además los 1 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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estados de hipoproteinemia e hipomagnesemia, por ese orden. Se detectó el 24% de los animales con valores hemogasométricos compatibles con una acidosis metabólica parcialmente compensada. Se extrajeron cuatro componentes principales que representan solo el 25% del total de las variables, que explican el 70,0% de la varianza total del estado reproductivo del rebaño estudiado. El deterioro del comportamiento reproductivo del rebaño estudiado puede ser el resultado de la interacción de las alteraciones metabólicas y carenciales encontradas, fundamentalmente hipocupremia, hipofosforemia, hipoproteinemia y acidosis metabólica. Palabras clave: Vacas⏐Eficiencia reproductiva⏐Indicadores⏐Metabolismo mineral ⏐Metabolismo proteico

Abstract The objective of this study was to diagnose the principal metabolic imbalances and deficiencies associated with reproductive disorders especially due to mineral deficiency in crossbreed (Holstein × Cebu) dairy cows under restrained system of production in the central region of Cuba. The study was conducted in a dairy herd with deteriorated principal reproductive efficiency indicators, 50 animals were selected, metabolic minerals, proteins and hemogasometric parameters were evaluated. Descriptive statistic, data distribution type, range reference and the proportion of animals with normal values, suspected or pathologic for all variables were calculated. For the study of the principal factors that determine reproductive alterations in the herd, principal component analyses were calculated. In the animals diagnosed, 68 and 56% had Cu and P deficiencies and the state of hypoproteinemia and hypomagnesaemia were also found in the same order respectively. In addition 24% of the animals were detected with compatible hemogastrometric values with partially compensated metabolic acidosis. In all the variables, 4 principal components were extracted which is equivalent to 25% of the total variables, this represent 70.0% of the total variance of the reproductive state of the herd. It is concluded that the poor state on reproductive parameters of the herd could be the result of metabolic alterations and deficiencies encountered, especially hypocupremia, hypophosphoremia, hypoproteinemia and metabolic acidosis. Key words: Cows ⏐ Reproductive efficiency ⏐ Indicators ⏐ Mineral metabolism ⏐ Proteometabolism

2 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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Introducción Se ha demostrado que los cambios relativamente pequeños en las condiciones óptimas de manejo y alimentación, producen alteraciones sensibles en la salud de los animales, especialmente bajo condiciones tropicales, que se asocian en ocasiones con la baja respuesta reproductiva y alteraciones en la producción1. Los desequilibrios en la alimentación y los estados carenciales poseen una importancia prioritaria, especialmente los trastornos nutricionales y las enfermedades metabólicas que afectan directa o indirectamente los procesos reproductivos2-3. La determinación de los perfiles metabólicos permiten conocer la presencia de estas alteraciones, especialmente en sus estados subclínicos por lo que su empleo se ha extendido en muchos países4. En Cuba resultan de interés algunas investigaciones sobre las deficiencias minerales, que resultan de gran importancia práctica para establecer diferentes métodos de suplementación5-6. El estudio de la situación reproductiva de las hembras bovina en Cuba y particularmente en la provincia de Villa Clara, ha revelado que la misma se caracteriza por una natalidad del 70%, el inicio a la vida reproductiva de las hembras en desarrollo con más de 30 meses y el período interpartal superior a los 500 días7, en estos rebaños solo fueron estudiados los niveles de minerales en suero sanguíneo, desconociéndose el estado de otros importantes indicadores del perfil metabólico de las hembras bovinas lecheras. El objetivo del presente trabajo es diagnosticar los principales desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a los problemas reproductivos en vacas lecheras mestizas Holstein x Cebú en un sistema de producción con amamantamiento restringido en la región central de Cuba. Materiales y Métodos Caracterización del rebaño o universo de estudio El experimento se desarrolló en el periodo poco lluvioso (mes de marzo), en un rebaño lechero de la provincia de Villa Clara, donde existe deterioro de los principales indicadores de eficiencia reproductiva (Tabla 1). Los animales estaban en un sistema de pastoreo rotacional restringido en el tiempo, con una intensidad de 244,8 UGM ha-1 dia-1, una carga global de 1,5 animales ha-1, pastoreando 16 h diarias, donde el alimento fundamental fue el pasto (Cynodon nlemfluensis (60%), Paspalum notatun (18%) y Dichantium annulatum (12%) con una disponibilidad media por animal y día de 8 kg de materia seca, con suplementación de fosfato dicálcico y caña de azúcar a razones de 10 kg/animal/día y miel C 3 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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o final de caña de azúcar a voluntad. Las vacas se ordeñaban de forma manual, una vez al día, entre las 2 a.m. y las 5 a.m., empleándose el sistema de amamantamiento restringido. Tabla 1. Principales indicadores de eficiencia reproductiva del rebaño estudiado Rebaño estudiado

Valor de referencia

Intervalo parto primer servicio (días)

165

60

Intervalo parto-gestación (días)

234

110

Intervalo parto-parto (días)

514

395

Servicios de inseminación artificial por gestación (U)

2,43

1,7

Gestación al primer servicio (%)

41

60

Vacas que se gestan con menos de tres servicios de inseminación artificial (%)

72

> 90

Vacas vacías durante más de 150 días (%)

74

< 10

Indicador

Observaciones: Valor de referencia según Blanco (2000)8

Selección de la muestra de estudio Del rebaño en estudio se seleccionó una muestra de 50 vacas Holstein x Cebú, con una edad comprendida entre 6 y 8 años, entre segunda y tercera lactancia y 60-90 días de lactación con una producción promedio de 5,2 L vaca-1 día-1, una condición corporal entre 3 y 4 en la escala de 5 puntos10, clínicamente sanas, libres de brucelosis y tuberculosis. Procedimiento experimental Consistió en la determinación de los valores sanguíneos de los macro elementos (Ca, P, Mg, Na y K) y micro elementos (Cu, Zn y Fe), indicadores del metabolismo proteico: hemoglobina (Hb), hematocrito (Hto), proteínas totales (PT), albúmina (Alb) y globulinas (Glob) y, hemogasométricos: pH, presión parcial de CO2 (P CO2), bicarbonato en exceso (BE) y bicarbonato estándar (BS). Las muestras de sangre se tomaron entre las 7 y las 8 a.m. por venopunción de la yugular. Para los análisis bioquímicos y de las proteínas totales se extrajeron 10 mL y se depositaron en tubos vacutainer sin anticoagulante, esterilizados y desmineralizados; posteriormente se centrifugaron a 3500 rpm x 10 minutos, obteniéndose el suero sanguíneo y congelándose a -10°C hasta su análisis. Para los análisis hematológicos se obtuvieron 5 mL de sangre, los que se depositaron en tubos de ensayo con EDTA (1 mg/mL de sangre), previamente tapados y esterilizados. Para la determinación del estado ácido básico las muestras se depositaron en capilares heparinizados, a los que se les colocó en ambos extremos un tapón plástico para evitar el contacto de la sangre con el aire y se 4 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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sumergieron en agua helada, efectuándose las determinaciones de los indicadores hemogasométricos dentro de las 3 horas posteriores a la extracción de la sangre11. Las técnicas analíticas para las determinaciones de Ca, Mg, Na, K, Zn, Fe y Cu en suero sanguíneo se realizaron por espectrofotometría de absorción atómica12, en un equipo SP-9 (PYE UNICAM) según los procedimientos del fabricante. El P se determinó por el método colorimétrico descrito por los autores citados anteriormente. Las proteínas totales del suero fueron determinadas por el método de biuret, la albúmina por electroforesis, las globulinas por la diferencia proteína total-albúmina, la hemoglobina por el método de cianometahemoglobina, el hematocrito, por microhematocrito con tubo capilar y los indicadores hemogasométricos en un gasómetro Cobas de la firma alemana Roche®, según los procedimientos del fabricante. Procesamiento estadístico Se calcularon el rango, la media y la desviación estándar para todas las variables utilizándose el paquete estadístico Statgraphics ver. 5.0. Se evaluó el tipo de distribución de los datos y determinó el límite de tolerancia para un intervalo de confianza del 95% en cada metabolito según los procedimientos descritos por Álvarez (2001)9. Se determinó la proporción de animales con valores normales o patológicos en cada metabolito según los límites críticos de deficiencia reportados en la literatura. Para estudiar la influencia del los principales factores que determinan las alteraciones reproductivas del rebaño se realizó un análisis de componentes principales con la utilización del programa estadístico SPSS ver. 15.0. Resultados Según los resultados de los indicadores del metabolismo mineral y proteico evaluados, los animales presentaban severos desequilibrios manifestados por deficiencias de Cu y P con valores promedios de estos minerales en suero sanguíneo inferiores a los límites críticos de deficiencia para la especie bovina de 11,77 μmol/L y 1,71 mmol/L respectivamente (Tabla 2). Estas carencias minerales se observaron en un alto porcentaje de los animales investigados, 68 y 56% en cada caso (Gráfico 1), siendo estas las carencias de mayor incidencia en el rebaño estudiado. Además de la hipocupremia y la hipofosforemia, sobresalen otros desequilibrios como los estados de hipoproteinemia (42%) e hipomagnesemia (14%). Las deficiencias de Fe y Zn solo se diagnosticaron en el 6% de la muestra, mientras que en los demás minerales el 100% de las muestras se encontraban dentro de los parámetros fisiológicos de referencia para la especie bovina (Gráfico 1). Los valores de las globulinas se encuentran dentro del rango determinado y son superiores a los parámetros fisiológicos de referencia para la 5 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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especie bovina. Tabla 2. Resultados de los indicadores del metabolismo mineral y proteico evaluados Media

Límite de tolerancia 95%

Límite crítico

Ref.

Ca (mmol/L)

2,44 ± 0,18

2,18-2,69

2,25

P (mmol/L)

1,44 ± 0,25

1,10-1,78

1,71

McDowell y Arthington1

Mg (mmol/L)

0,86 ± 0,10

0,72-0,99

0,82

Na (mmol/L)

140,54 ± 9,03

128,34-152,73

124,6

K (mmol/L)

5,06 ± 0,55

4,30-5,81

3,73

Zn (μmol/L)

14,04 ± 2,64

10,47-17,60

12,62

Cu (μmol/L)

11,09 ±1,86

10,57-13,61

11,77

Fe (μmol/L)

17,04 ± 4,95

16,35-23,72

16,37

Hemoglobina (g/L)

95,70 ± 13,80

89,6-110,23

90

Hematocrito (L/L)

0,29 ± 0,02

28,3-33,4

0,29

68,90 ± 9,20

58,46-82,07

70

Albúmina (g/L)

28,50 ± 9,60

27,60-36,50

30

Globulinas (g/L)

40,40 ± 8,57

30,86-45,77

35

Parámetro

Proteínas (g/L)

totales

3

García7 McDowell y Arthington1 3

García7

Álvarez9

6 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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Gráfico 1. Frecuencia de los valores del perfil mineral y proteico inferiores al rango de referencia

El estudio del equilibrio ácido-básico de las vacas (Tabla 3) mostró que aunque los valores promedio se encontraban dentro de los parámetros fisiológicos de referencia para la especie bovina, el 24% (12 animales) presentaron valores inferiores al límite crítico de deficiencia para la especie bovina en el pH, BE y PCO2, mientras que el 22% (11 vacas) tuvieron igual situación en el BS, resultados compatibles con una acidosis metabólica parcialmente compensada (Gráfico 2). Tabla 3. Resultados del estudio de los indicadores hemogasométricos Parámetro

Media

pH

Límite de tolerancia 95%

7,37 ± 0,08

P CO2 (mm Hg)

Límite crítico

7,25-7,48

7,38

42,43 ± 4,26

36,67-48,19

39

BE (mmol/L)

2,58 ± 6,46

-6,14-11,30

0,5

BS (mmol/L)

26,60 ± 5,51

19,15-34,04

23,5

Los límites críticos según Álvarez (2001)9.

25

24

24

24

24 23

%

22

22 21 20 pH

PCO2

BE

BS

Variables hemogasométricas

Gráfico 2. Frecuencia de los valores de los indicadores hemogasométricos compatibles con acidosis metabólica Según los resultados de la extracción de componentes principales (Tabla 4), de las 16 variables consideradas se extrajeron cuatro componentes o 7 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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variables ficticias que representan solo el 25% del total que explican el 70,0% de la varianza total del estado reproductivo del rebaño estudiado. El primer componente que influyó en la eficiencia reproductiva estuvo determinado por las variables hemogasométricas que indican la acidosis metabólica compensada, con el 31,7% de la varianza explicada, siguiéndole en orden de importancia los componentes representados por las carencias de Cu, Mg, Na (18,1%), la hipoproteinemia (11,1%) y las deficiencias de Zn y P (9,0%). Tabla 4. Factores que determinan la eficiencia reproductiva en el rebaño estudiado Componente s

1

2

3

4

Variables

Coeficient e

pH

0,765

PCO2

0,871

PO2

- 0,821

BS

0,873

BE

0,873

Magnesio

0,624

Cobre

0,691

Sodio

0,800

Hemoglobin a

0,961

Hematocrit o

0,967

Zinc

0,833

Fósforo

0,854

Autovalo r

% Varianza Explicad a

Acumulad a

5,073

31,708

31,708

2,900

18,127

49,834

1,775

11,094

60,928

1,444

9,027

69,955

Discusión El comportamiento desfavorable de los indicadores reproductivos en la hembra bovina es consecuencia de múltiples factores entre ellos: las proteínas14, los minerales13, el manejo deficiente y el clima15 y la energía16. En correspondencia con lo anterior, el estado metabólico diagnosticado en las vacas lecheras en el rebaño estudiado muestra una alta susceptibilidad a padecer de trastornos reproductivos. 8 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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Los valores compatible con la acidosis metabólica de los 24 animales encontrada en este trabajo puede ser el resultado de la acumulación de ácidos orgánicos (acido láctico) por la administración una dieta abundante en melaza y caña de azúcar, pero pobre en alimentos voluminosos debido que los animales fueron muestreados en el periodo poco lluvioso donde existe menor disponibilidad de alimentos con estas características. Resultados semejantes se han reportado en Cuba en condiciones de alimentación análogas, donde se ha diagnosticado la acidosis metabólica asociada con los trastornos de la reproducción17 y la presentación del síndrome de la leche anormal (SILA) en las condiciones de Cuba18. Las carencias minerales constituyen el tercer grupo limitante en la nutrición animal, especialmente la hipofosforemia e hipocupremia, que afectan la fertilidad provocando celos silentes e irregulares, repetición del servicio, inactividad ovárica y quistes foliculares, entre otras19. En la región central de Cuba se reportó una correlación negativa y altamente significativa entre la cupremia y los indicadores reproductivos de la hembra bovina20. Estas consideraciones, unido al diagnóstico de concentraciones promedios de P y Cu en suero sanguíneo inferiores a los límites críticos de deficiencia de los mismos en la especie bovina. Álvarez (2001)9 y McDowell y Arthington (2005)13 explican parcialmente el bajo desempeño reproductivo del rebaño estudiado. Estudios recientes revelan que los bajos tenores séricos de P y Cu constituyen unas de las mayores limitantes del comportamiento reproductivo de la hembra bovina en la mayoría de las regiones de Cuba21-23, especialmente la de Cu en la región central del país, con el 100% de las muestras de suelo y pasto, el 75% de las de sangre y el 72% de la de hígado deficientes en este microelementos6. Las bajas concentraciones de P y Cu en suelos y pastos diagnosticados en la región objeto de estudio pudieran ser las responsables de la hipofosforemia e hipocupremia diagnosticada en el presente trabajo, tomando en cuenta que las deficiencias minerales en el animal están relacionadas directamente con las carencias de estos en el suelo y la planta13. Aunque en el caso del Mg, las proporciones de animales deficientes no sobrepasaban el 10%, en el Zn la gran mayoría de los animales mostraron valores séricos de los mismos dentro de los parámetros fisiológicos de la especie y en el Na la totalidad de ellos; el análisis de componentes principales mostró que estos minerales eran responsables de porcentajes importantes de la varianza encontrada en el comportamiento reproductivo. Lo anterior sugiere que estos elementos comienzan a limitar el comportamiento reproductivo mucho antes de encontrarse valores patológicos e indicativos de deficiencias en el rebaño. La deficiencia proteica disminuye la síntesis de las hormonas relacionadas con la reproducción, particularmente la FSH y LH, produciéndose un 9 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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estado de anafrodisia funcional9. Esta situación ha sido comprobada en rebaños de las regiones occidental17 y oriental22-23 de Cuba, en los cuales los estados anémicos han estado asociados al pobre comportamiento reproductivo de los mismos. Las alteraciones compatibles con anemia se pueden asociar a la deficiencia de Cu y a la hipoproteinemia diagnosticada, con niveles de proteínas totales, hemoglobina, hematocrito y albúmina inferiores a los reportados para la especie bovina en nuestras condiciones9 e influenciados en todos los casos de manera preponderante por el nivel nutricional24-26. Las globulinas carecen de significado como indicadores del estado nutricional, en cambio están muy relacionadas con los procesos inmunológicos, ocurriendo un aumento en la concentración de las mismas cuando hay presencia de procesos infecciosos en el organismo9 aunque la aparición de un valor alterado no indica que el grupo estudiado se encuentre cursando con problemas de esta índole. En conclusión el deterioro del comportamiento reproductivo del rebaño estudiado puede ser el resultado de la interacción de los desequilibrios metabólicos-minerales diagnosticados, especialmente los carenciales encontrados, fundamentalmente la hipocupremia, hipofosforemia, hipoproteinemia y la acidosis metabólica. Bibliografía 1. Hernández R, Ponce P. Estudio de la composición de la leche en las condiciones actuales del trópico en Cuba. Rev Salud Anim. 2002; 24(2):111-114. 2. Quintela L, Peña A, Barrio F, Díaz C, Herradón P. Correlación entre el perfil sérico bioquímico y la producción lechera con la presencia de folículos quísticos en vacas Holstein. Arch Zootec. 2002; 51(195):351-356. 3. Beever D. The impact of controlled nutrition during the dry period on dairy cow health, fertility and performance. Anim Reprod Sci. 2006; 96(2):212-226. 4. Bouda J, Gutiérrez Ch, Salgado H, Kawabata G. Monitoreo, diagnóstico y prevención de trastornos metabólicos en vacas lecheras. 2005 [online] Disponible en URL: http://www.fmvz.unam.mx/bovinotecnia/BtRgCliG005.pdf [citado 5 febrero 2011). 5. Gutiérrez O, Crespo G, Oramas A, Cairo J, Fraga S. Situación actual del status mineral en áreas ganaderas del occidente de Cuba. En: Memorias del III Congreso de Agricultura en Ecosistemas Frágiles y Degradados. Instituto de Investigaciones Agropecuarias “Jorge Dimitrov” 6-9 diciembre del 2006. Bayamo, Granma, Cuba. 6. García JR, Cuesta M, García R, Quiñones R, Figueredo JM, Faure R, Pedroso R, Mollineda A. Caracterización del contenido de 10 Desequilibrios metabólicos con especial referencia a las carenciales de minerales asociadas a problemas reproductivos en vacas lecheras de Cuba http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf

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REDVET: 2011, Vol. 12 Nº 12 Recibido 08.03.2011 / Ref. prov. MAR1112B_REDVET / Revisado 06.10.2011 Aceptado 20.10.2011 / Ref. def. 121101_REDVET / Publicado: 01.11.2011 Este artículo está disponible en http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n111111.html concretamente en http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n121211/1211101.pdf REDVET® Revista Electrónica de Veterinaria está editada por Veterinaria Organización®. Se autoriza la difusión y reenvío siempre que enlace con Veterinaria.org® http://www.veterinaria.org y con REDVET® - http://www.veterinaria.org/revistas/redvet

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