EL RETO DE LA PRODUCCIÓN LECHERA EN EL ESCENARIO DEL CAMBIO CLIMÁTICO

El cambio climático es un hecho innegable. Las temperaturas medias diarias están aumentando, así como la duración de las olas de calor.

Simultáneamente, las producciones medias de las vacas también están aumentando.

Sin estos mecanismos de adaptación, se producirá un deterioro de la calidad de vida que, en casos extremos, puede llegar a producir la muerte del animal.

Esto está pasando en toda España, incluso en la cornisa cantábrica.

En la mitad sur hay más radiación solar y el verano dura más tiempo.

En la mitad norte las vacas también pueden experimentar estrés por calor, a pesar de que el verano dure un poco menos, haya menos radiación solar y la diferencia de temperatura entre el día y la noche sea algo inferior.

El estrés por calor supone un gasto muy importante para toda la industria lechera.

De hecho, en un estudio realizado en Estados Unidos se vio que las pérdidas ascendían a 1.690-2.360 millones de dólares, de los cuales 900 millones de dólares se correspondían con pérdidas en producción de leche.

$1.690-2.360 millones

La producción láctea es la principal causa de que las vacas tengan calor, un fenómeno que se exacerba cuando la temperatura y la humedad incrementan.

Los efectos del estrés por calor en las vacas de leche siempre se han abordado desde el punto de vista de los efectos fisiológicos, pero últimamente se está abordando la vertiente del bienestar animal, por ejemplo, por la imposibilidad de beber o de buscar sombra.

Temperatura corporal y estrés

Las vacas son mamíferos y, por tanto, homeotermos, lo que significa que, a pesar de las fluctuaciones en la temperatura ambiental, son capaces de mantener una temperatura corporal interna relativamente constante (~38,3 °C).

Teniendo en cuenta que la variación diurna normal en la temperatura corporal debe mantenerse en un rango de ±0,6-1,2 °C, un aumento superior a 1,2 °C es signo de enfermedad o de mala adaptación a la elevación térmica. La excepción a esta regla son los dromedarios y los camellos que soportan variaciones de ±5,4 °C.

Cuando los animales están a una temperatura inferior o superior a su grado de confort, su ritmo metabólico aumenta o disminuye por encima o por debajo de lo normal. Esta capacidad para mantener el calor del cuerpo es esencial para una multitud de reacciones bioquímicas y procesos fisiológicos asociados con el metabolismo normal y se denomina homeotermia

En el caso de las vacas lecheras, la producción y la reproducción son funciones que se “sacrifican” frecuentemente para mantener este control homeotérmico.

Fuentes de calor corporal

Cada una de las especies del reino animal tiene un rango de temperatura ambiental óptima. Este rango de temperatura se conoce como “zona de confort” y es variable según la especie y raza.

Para mantener esta zona de confort es necesario preparar las instalaciones y adoptar determinadas medidas de manejo.

El calor total del cuerpo de la vaca procede de su propio metabolismo y del calor obtenido del ambiente (radiación solar y temperatura del aire), y tiene mucho que ver con el tamaño de la vaca.

Otras fuentes importantes de calor en las vacas lecheras dependen de las propias instalaciones, es decir, del diseño de éstas y de los recursos que haya para las vacas.

El calor generado dependerá de la actividad física que deban realizar.

Por ejemplo, el espacio que tienen que recorrer para ir a beber, comer o ir a la sala de ordeño, es decir, aquellas actividades relacionadas con actividad física y rendimiento. En este sentido, el hacinamiento tiene gran relevancia.

Generación de calor asociada a la gestación

Generación de calor asociada a la producción de leche

Una gran parte del calor se genera como consecuencia de la producción de leche. Por ello, las vacas más productoras son las que más calor generan y más fácil entran en estrés por calor, mientras que las vacas secas son más tolerantes al calor, aunque también lo sufrirán.

La vaca destina el 60-65% de la energía consumida diariamente a la producción de carne o de leche, mientras que el 35-40% restante es convertida en calor y, a medida que ingiere más materia seca, más aumenta el metabolismo y más calor se acumula.

En definitiva, al seleccionar vacas de alta producción lechera hemos seleccionado aquellas que tienen un alto metabolismo y, en consecuencia, una gran capacidad de generar calor. Por tanto, no nos podemos olvidar de que estas vacas no serán efectivas a la hora de poder eliminar el calor.

La gestación es otra fuente de calor, ya que la cría produce dos veces más calor por unidad de peso que la vaca y todo este calor generado lo retiene la vaca.

A este hecho se le suma que, si las vacas están gestantes a término en el verano, tendrán mayor cantidad de grasa acumulada que actúa como aislante, dificultando la disipación de calor.

60 - 65 % leche o carne 35 - 40% calor

Mecanismos de eliminación del calor

La vaca lechera es capaz de eliminar el calor principalmente mediante cuatro mecanismos (Figura 1):

RADIACIÓN: es la forma de eliminación del calor a través de rayos infrarrojos que son una forma de manifestación de la energía calórica.

Para que este mecanismo funcione es necesario que exista una diferencia de temperaturas entre la piel del animal y el ambiente circundante.

Radiación efectiva aire

CONVECCIÓN: se trata de la transferencia de calor mediante la movilización física de las partículas que rodean al animal y, como consecuencia de esta movilidad, las moléculas de aire que tocan la superficie del animal se desplazan transportando la carga de calor.

Este sistema será efectivo para eliminar calor cuando exista una diferencia de temperaturas entre la piel del animal y la del aire que le rodea, así como movimiento del aire que le rodea.

CONDUCCIÓN: consiste en la eliminación de calor mediante la transferencia de energía entre dos sistemas próximos. Este mecanismo tiene un papel importante en la transmisión de calor desde el interior del organismo hasta la superficie (la piel) y su efectividad está determinada por la naturaleza de los tejidos y órganos a través de los que el calor se desplaza.

Este mecanismo puede ser válido para conducir el calor de la piel hacia el medio, siempre y cuando el contacto con la superficie que reciba el calor tenga una temperatura inferior a la de la piel. Por ejemplo, en el caso de colchones rellenos de agua, si ésta está fría habrá pérdida de calor de la vaca hacia el agua.

Conducción efectiva

Tª superficie que recibe el calor < Tª piel

Los mecanismos de pérdida de calor por radiación y convección no requieren gasto de energía.

Convección efectiva

Tª piel ≠ Tª aire + Movimiento aire

EVAPORACIÓN: se trata de un mecanismo de eliminación de calor mediante la transformación de energía térmica en vapor de agua de forma que el agua que ha sido transformada sobre la superficie del animal arrastra el calor proveniente del organismo.

El fenómeno de evaporación se produce desde la superficie del animal por diferentes vías:

Espiración

Sudoración (glándulas sudoríparas)

Difusión de agua subcutánea (sin participación de glándulas sudoríparas)

Salivación

Orina

Se cree que la función de las glándulas sudoríparas en la vaca es la misma que en el ser humano. Según estudios realizados en la raza Ayrshire, en la vaca existen un gran número de glándulas sudoríparas (~1.871 glándulas/cm2), siendo el cuello y la axila las zonas de mayor concentración y la espalda y la parte baja de los miembros las de menor.

RADIACIÓN

Temperaturas críticas y estrés por calor

El rango de temperatura más confortable para la producción de leche se conoce con el nombre de “zona de confort térmico” y oscila entre los 5 °C y 21 °C.

Este es el rango dentro del cual la vaca puede mantener su temperatura corporal sin necesidad de realizar ningún esfuerzo adicional.

Por debajo de 21 °C, los principales mecanismos de eliminación de calor son por radiación, conducción y convección, y no suponen un gasto energético para la vaca.

A partir de los 21 °C, se ponen en marcha los mecanismos de evaporación (sudoración y espiración) para hacer frente al incremento gradual en la temperatura corporal, aumentando la frecuencia respiratoria y disminuyendo la eficiencia de eliminación de humedad por la vía respiratoria. Por ello, la efectividad de este mecanismo dependerá también de la humedad relativa del aire (la cantidad de vapor de agua presente en el aire).

>28 ºC Problemas productivos y reproductivos

>25 °C

>21 °C Radiación, conducción y convección y evaporación

5 - 21 °C Radiación, conducción y convección

HR > 80%

HR > 74%

HR > 30% Rendimiento Ausencia de estrés

Cuando la temperatura ambiental aumenta por encima de los 25 °C con una humedad relativa del 74%, el confort de la vaca y su rendimiento disminuye rápidamente.

En cambio, cuando la temperatura es de 25 °C con una humedad relativa baja del 30% no hay ningún tipo de estrés.

Cuando la temperatura excede los 28 °C con una humedad relativa del 80%, la vaca, para mantener su temperatura corporal, se verá obligada a invertir energía adicional, mediante el jadeo, por ejemplo, resultando en un mayor gasto de energía.

Este sacrificio de energía irá en detrimento de la utilizada en condiciones normales para producción y reproducción.

Las condiciones ambientales que conducen al estrés por calor se expresan mediante el Índice Termo-higrométrico (ITH) que tiene en cuenta la temperatura y la humedad relativa. Este índice, sin unidades, fue introducido por primera vez por Thom para expresar los efectos del calor en los humanos y se empezó a usar en el ganado en 1963 por Johnson

El ITH se calcula de la siguiente manera:

ITH= 0,81x Tª+ HR/100 (Tª- 14,4) + 46,4

Frank Wiersma, en Tucson (Arizona), adaptó el ITH al ganado lechero estableciendo 5 zonas de confort o de riesgo para las vacas de leche (Tabla 1).

Umbral de estrés (68):

La frecuencia respiratoria supera los 60 lpm. Comienzan las pérdidas de rendimiento lechero y las pérdidas reproductivas son detectables.

La temperatura rectal supera los 38,5 °C.

Estrés leve-moderado (70):

La frecuencia respiratoria supera los 75 lpm.

La temperatura rectal supera los 39 °C.

Estrés moderado-severo (80):

La frecuencia respiratoria supera los 85 lpm.

La temperatura rectal supera los 40 °C.

Estrés severo (90):

La frecuencia respiratoria supera los 120-140 lpm.

La temperatura rectal supera los 41 °C.

Índice Termo-higrométrico (ITH) revisado para vacas lecheras en fase de lactación

Descargar Tabla

Siempre y cuando el ITH no supere 71, las vacas no están en riesgo de estrés por calor, mientras que un valor entre 72 y 78 supone que las vacas ya experimentan un estrés leve, y cuando este valor se encuentra entre 79 y 89 entran en un estado de estrés moderado. Si el valor del ITH supera 90, implica que el estrés por calor es severo, y por encima de 98, las vacas pueden morir por golpe de calor.

No obstante, debemos recordar que el ITH es un indicador que no puede sustituir a la medición de la temperatura corporal de la vaca, ya que ésta varía dependiendo de la ubicación geográfica, la velocidad del viento, la radiación solar, las condiciones de humedad, etc. (Mader et al., 2006).

En términos de temperatura corporal de la vaca, se ha determinado que:

Con un ITH de 45, la temperatura corporal es de 37,8 °C.

Cuando el ITH aumenta a 72, la temperatura corporal se eleva a 38,5 °C.

Cuando el ITH aumenta a 79 la temperatura se sitúa en torno a 39,3 °C.

En un estudio en el que se comparó el ITH en vacas de Georgia (estado con alto índice de humedad) con vacas de Arizona, donde la humedad es menor, se observó que la humedad ambiental es un factor que influye mucho en la producción de leche (Bohmanova et al., 2006).

Impacto Del Estr S Por Calor En Las Vacas Lecheras

Entre los diversos problemas relacionados con el estrés por calor cabe destacar:

Efectos del estrés por calor en la fisiología de la vaca

El incremento del calor ambiental desencadena una serie de mecanismos que pueden redundar en una disminución en la producción y/o la fertilidad.

Los efectos del estrés por calor sobre la producción, fertilidad y salud de la vaca están mediados por mecanismos complejos de adaptación en respuesta al estrés calórico.

El déficit nutricional y de energía (cetosis)

La alcalosis respiratoria

La acidosis ruminal

Las cojeras

Los cambios metabólicos y nutricionales incluyen la alteración en el consumo de alimento y del metabolismo energético, de proteína, del balance hídrico, del metabolismo electrolítico, del equilibrio ácido-base y del estatus endocrino.

Temperatura elevada

Disminución de la ingesta

Disminución de la rumia

Expulsión de CO2 (reducción del poder tampón de la saliva)

Pérdida de saliva

Reducción del poder tampón de la saliva en el rumen

Problemas relacionados con la acidosis

Disminución de la producción de leche

Las vacas responden al estrés por calor mediante diversos mecanismos fisiológicos:

Disminución de la actividad corporal: ante condiciones de calor, las vacas tienden a moverse menos, permaneciendo más tiempo de pie. Esto se debe a que así pierden más calor, mientras que, estando tumbadas, generan mucho más calor. También permanecen más tiempo en los pasillos en el caso de que existan aspersores y ventiladores, buscando precisamente reducir su temperatura corporal.

La mayor incidencia de cojeras se debe, entre otras cosas, a que las vacas están mucho más tiempo de pie.

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Búsqueda de sombra o viento: las vacas asocian la intensidad de luz con el calor, agrupándose más lejos de las paredes de las instalaciones.

Reducción en la ingesta de alimento: las vacas tienden a comer menos durante las horas de más calor.

Disminución de la rumia.

Incremento en la pérdida de agua por evaporación (sudoración).

Incremento en el ritmo respiratorio: la frecuencia respiratoria normal de una vaca es de 20-50 respiraciones por minuto, mientras que en una vaca con estrés por calor aumentará la frecuencia respiratoria a 65- 120 respiraciones por minuto.

Incremento en la temperatura corporal (rectal): si la temperatura normal está entre 38,5 °C y 39,2 °C, una vaca con un exceso de calor tendrá una temperatura rectal por encima de 39 °C.

Incremento en la ingesta de agua: las vacas, al incrementar la frecuencia respiratoria y sudar más, pierden humedad y, por tanto, necesitan beber más agua. También se agrupan alrededor de los bebederos.

Cambios en las concentraciones hormonales sanguíneas.

Conforme la temperatura ambiental se aproxima a la temperatura corporal, las vías de eliminación de calor como la radiación, conducción y convección pierden eficacia, pasando la evaporación a ser la principal y única forma de disipar el calor generado en la vaca.

En estos casos, lo primero que se observa es un aumento de la frecuencia respiratoria seguida de una disminución en la ingesta de alimento y, como consecuencia, una reducción de la producción lechera.

7 8 9 10 bienestar animal

Al tratar de eliminar calor mediante la sudoración, el flujo de sangre hacia la piel de la vaca aumenta, lo que reduce el flujo sanguíneo al rumen. Esto acarrea una digestión más lenta con lo que:

La digestión se retarda.

La motilidad del rumen disminuye. Hay acumulación de ácidos grasos volátiles (AGV) que hacen bajar el pH del rumen, provocando acidosis ruminal.

Cambia la microbiota ruminal, produciéndose cambios en las bacterias y protozoos, aunque parece ser que la microbiota fúngica no se ve afectada (Park et al., 2022).

Debido al descenso del pH ruminal (≤6), las bacterias ruminales encargadas de fermentar la fibra dan como resultado un menor contenido de la grasa en la leche y un mayor riesgo de laminitis y, como consecuencia, de cojeras.

El estrés por calor afecta negativamente a las vacas en todas las etapas de producción, incluyendo a las vacas secas, aunque de forma diferente. La vaca lechera es particularmente sensible al calor, lo que se evidencia a través de una disminución en la ingesta de alimento y, como consecuencia, una menor síntesis de leche.

La reducción voluntaria de la ingestión de materia seca es la principal estrategia de la vaca para hacer frente al incremento térmico corporal. Esta reducción puede ser de un 25%, llegando en casos extremos al 50%, lo que se traduce en un descenso en la producción de leche.

Debido al descenso de las concentraciones de hormonas, como la tiroxina y los glucocorticoides, disminuye el metabolismo basal para minimizar la producción de calor y esto, a su vez, inhibe el consumo de alimento.

Las vacas de alta producción y las que llevan poco tiempo paridas son más susceptibles al estrés por calor, a diferencia de aquellas que están a mitad de la lactación y las que no producen mucha leche.

No obstante, mientras que las vacas recién paridas reducen su pico de lactación, los efectos del estrés por calor en las vacas próximas al secado o de baja producción se ve reflejado en el acúmulo de reservas que, en cierta medida, determinarán la siguiente lactación.

¡Las vacas sometidas a estrés por calor pueden perder un 5-10% de su potencial productivo!

Las vacas limitan su consumo de materia seca a medida que aumenta el ITH gradualmente hasta un punto crítico y, a partir de 72, empiezan a disminuir este consumo.

Según datos del Registro Nacional Israelí, las vacas paridas en verano producen 4-6 kg de leche/día menos en el pico de lactación que las paridas invierno, lo que se traduce en una diferencia de hasta 1.000 kg de leche/lactación. 4-6 kg leche/día 1.000 kg de leche/lactación

Un estudio llevado a cabo con 22 vacas Holstein y 8 vacas Jersey reveló que, con un ITH superior a 72,1, el consumo de alimento empezaba a disminuir en 0,51 kg en vacas Holstein y en 0,47 kg en vacas Jersey por cada unidad de ITH (West et al., 2003). En este mismo estudio, la producción de leche disminuyó en 0,69 kg en vacas Holstein y en 0,45 kg en vacas Jersey por cada unidad de ITH. Esto indica que cuanto mayor es la selección de la raza mayor es el impacto del estrés por calor.

En otro estudio llevado a cabo por Bouraoui en 2002, la producción de leche se redujo en un 21% (de 18,73 kg a 14,75 kg) cuando el ITH aumentó de 68 a 78. Por cada punto de ITH que aumentaba a partir de 68, la producción disminuía en 0,41 kg de leche/vaca y día.

La leche tiene un menor contenido en proteína y en grasa. A este respecto, un estudio realizado en Georgia (EE.UU.) con 15.012 vacas Holstein concluyó que la grasa y la proteína se reducía en 0,012 y 0,009, respectivamente, por cada unidad que aumentaba el ITH por encima de 72.

Efectos del estrés por calor en la salud de la ubre

La salud de la ubre se ve comprometida ante situaciones de estrés por calor, observándose alteraciones a nivel del recuento de células somáticas que tiende a aumentar durante los meses de más calor, es decir, en vacas con un recuento celular bajo o medio, en los meses del verano se suele registrar un incremento.

Esto se debe principalmente a que el estado inmunitario de la vaca está comprometido. Además, cuando se intenta mitigar el calor de la vaca mediante agua, puede aumentar la contaminación de la ubre y predisponer a la aparición de mastitis asociadas a patógenos ambientales como Escherichia coli.

Muchas vacas con mastitis subclínicas desarrollan mastitis clínicas cuando padecen estrés por calor.

Por ejemplo, en un estudio (Smith et al., 2006), se vio que vacas alojadas en estabulaciones con túnel de ventilación tenían un recuento celular un 27-49% inferior a las vacas estabuladas en instalaciones convencionales sin ventiladores. Esto tiene que ver con que las vacas sometidas a un menor ITH tienen un sistema inmunitario más competente para luchar contra las infecciones intramamarias.

El estrés por calor no solo afecta a las vacas en lactación, sino que también tiene efectos sobre las vacas secas, las novillas y las terneras, produciendo una sintomatología similar a la observada en vacas en lactación.

Al inicio del periodo seco, la glándula mamaria experimenta un proceso de involución por muerte celular programada y, posteriormente, se produce una proliferación de las células epiteliales mamarias.

El estrés por calor afecta directamente la involución de las glándulas mamarias y la posterior proliferación en la fase de calostrogénesis. Esto implica que también se vea comprometida la lactogénesis y la producción de leche en la siguiente lactación.

Por ejemplo, vacas sometidas a estrés por calor en el periodo seco produjeron menos leche que las que no tuvieron estrés (5.979,52 kg de leche vs 6.788,47 kg de leche, respectivamente) (Collier, 1982).

Crecimiento Fetal

El crecimiento fetal también se ve comprometido, ya que el 60% ocurre durante el último tercio de la gestación, coincidiendo con el momento de mayor desarrollo mamario.

La reducción considerable del flujo sanguíneo al útero produce una disminución en el crecimiento fetal al final de la gestación y también se ven afectadas la placenta y la función endocrina.

El resultado será una gestación de menor duración y una ternera con un menor peso al nacimiento.

En el mismo estudio anterior (Collier, 1982), los terneros de vacas estresadas pesaron menos que las no estresadas (36,84 kg vs. 39,9 kg, respectivamente).

El desarrollo mamario de la ternera también se ve afectado por el calor.

El estrés por calor afecta negativamente a la función reproductiva, observándose los siguientes efectos:

1

Flujo sanguíneo uterino y efectos hormonales: los cambios en el flujo sanguíneo conllevan una menor perfusión del útero y ovario, lo que compromete a la llegada de hormonas al ovario. Por ello, es habitual que se dañe el óvulo en condiciones de estrés por calor, no solo en el momento de la ovulación, sino que también pueden verse alterados los folículos en formación.

2

Duración y expresión

del celo: la conducta reproductiva de la vaca se altera debido a la anterior mencionada reducción de la movilidad. En este sentido, las vacas no tienen ganas de perseguirse ni de montarse unas a otras, de forma que el celo manifiesto suele ser más corto, reduciéndose a 12-13 horas, lo que implica una reducción en la duración ( 5-6 horas menos) e intensidad del celo.

Impacto del estrés por calor en vacuno de leche DESCÁRGALO EN PDF

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Fertilización y desarrollo mamario: la fertilización en sí no se ve comprometida, pero sí pueden observarse fallos debidos a daños foliculares cuando la vaca se expone al calor ya que muchos óvulos fertilizados se mueren antes de llegar al útero. Esto explica que, si se inseminan vacas después de haber pasado la fase crítica de estrés por calor, por ejemplo, en septiembre, es probable que estos folículos estén dañados y no se consiga la fertilización. Las novillas no son tan susceptibles al estrés por calor, ya que no existe un incremento térmico tan elevado puesto que su metabolismo es menor.

Alteración de los índices reproductivos: las alteraciones en la fisiología reproductiva conducen a un mayor intervalo entre partos y a una reducción en la fertilidad. Por ejemplo, según autores de Florida (EE.UU.), en los meses de julio y agosto la tasa de preñez (fertilidad) se reduce al 15% mientras que en el invierno se sitúa en un 45%, y en Israel, la tasa de preñez en los meses de verano se reduce a un 20% mientras que durante los meses de invierno se sitúa en torno al 50%.

El estrés por calor tiene un profundo impacto en la rentabilidad de las explotaciones lecheras, siendo imprescindible poner en práctica medidas destinadas a mitigar sus efectos, especialmente en un escenario en el que las temperaturas son cada vez más elevadas y la duración de las estaciones calurosas es más larga.

Debemos conocer la fisiología de la vaca, cómo se produce la pérdida de calor y cómo ayudar a la vaca a aumentar esta pérdida de calor corporal.