RMCP Vol. 10, Núm. 2 (2019): Abril-Junio [versión en español] by Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias

Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias

Edición Bilingüe Bilingual Edition

Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 10 Núm. 2, pp. 267-521, ABRIL-JUNIO-2019

ISSN: 2448-6698

CONTENIDO CONTENTS Pags. Replacement of alfalfa with Tithonia diversifolia in lambs fed sugar cane silage-based diets and rice polishing Evaluación de dos aceites acidulados de soya en la producción y calidad de huevo en gallinas Bovans

Evaluation of two soybean soapstocks in egg production and quality in Bovans hens Jennifer Pérez Mar�nez, Juan Manuel Cuca García, Gustavo Ramírez Valverde, Silvia Carrillo Domínguez, Arturo Pro Mar�nez, Ernesto Ávila González, Eliseo Sosa Montes............283

Fermentación ruminal y producción de metano usando la técnica de gas in vitro en forrajes de un sistema silvopastoril de ovinos de Chiapas, México

Quantifying ruminal fermentation and methane production using the in vitro gas technique in the forages of a sheep silvopastoral system in Chiapas, Mexico Ángel Jiménez-San�ago, Guillermo Jiménez-Ferrer, Armando Alayón-Gamboa, Esaú de Jesús Pérez-Luna, Ángel Trinidad Piñeiro-Vázquez, Samuel Albores-Moreno, Ma. Guadalupe Pérez-Escobar, Ricardo Castro-Chan.................................................................................................................................................................298

Evaluation of nutritional methods to reactivate preserved ruminal inoculum assessed through in vitro fermentation kinetics and forage digestibility

Evaluación de métodos nutricionales para reactivar inóculo ruminal preservado analizado a través de cinética de fermentación y digestibilidad de forrajes in vitro María G. Domínguez-Ordóñez, Luis A. Miranda-Romero, Pedro A. Mar�nez-Hernández, Maximino Huerta-Bravo, Ezequias Cas�llo-Lopez.................................................................315

Productive and economic response to partial replacement of cracked maize ears with ground maize or molasses in supplements for dual-purpose cows

Respuesta productiva y económica del reemplazo parcial de mazorca de maíz quebrado con maíz molido o melaza para vacas de doble propósito Isela G. Salas-Reyes, Carlos M. Arriaga-Jordán, Julieta G. Estrada-Flores, Anastacio García-Mar�nez, Rolando Rojo-Rubio, José F. Vázquez Armijo, Benito Albarrán-Por�llo.............335

Rendimiento de alfalfa (Medicago sativa L.) a diferentes edades de la pradera y frecuencias de defoliación

Alfalfa (Medicago sativa L.) biomass yield at different pasture ages and cutting frequencies José Alfredo Gaytán Valencia, Rigoberto Castro Rivera, Yuri Villegas Aparicio, Gisela Aguilar Benítez, María Myrna Solís Oba, José Cruz Carrillo Rodríguez, Luís Octavio Negrete Sánchez.......................................................................................................................................................353

Propiedades tecnológicas y fisicoquímicas de la leche y características fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional

Technological and physicochemical properties of milk and physicochemical aspects of traditional Oaxaca cheese Eric Montes de Oca-Flores, Angélica Espinoza-Ortega, Carlos Manuel Arriaga-Jordán.....................................................................................................................................................367

Evaluación de las condiciones de bienestar animal de camélidos sudamericanos ingresados al camal municipal de Huancavelica, Perú

Evaluation of animal welfare conditions of South American camelids admitted to the Huancavelica municipal slaughterhouse, Peru Carlos Eduardo Smith Davila, Galy Juana Mendoza Torres, Claudio Gustavo Barbeito, Marcelo Daniel Ghezzi...............................................................................................................379

REVISION DE LITERATURA Ácidos hidroxicinámicos en producción animal: farmacocinética, farmacodinamia y sus efectos como promotor de crecimiento. Revisión

Hydroxycinnamic acids in animal production: pharmacokinetics, pharmacodynamics and growth promoting effects. Review Edgar Fernando Peña-Torres, Humberto González-Ríos Leonel Avendaño-Reyes, Nidia Vanessa Valenzuela-Grijalva, Araceli Pinelli-Saavedra, Adriana Muhlia-Almazán, Etna Aida Peña-Ramos..............................................................................................................................................................................................................391

Efecto de la radiación ultravioleta (UV) en animales domésticos. Revisión

Effects of ultraviolet radiation (UV) in domestic animals. Review Maricela Olarte Saucedo, Sergio Hugo Sánchez Rodríguez, Carlos Fernando Aréchiga Flores, Rómulo Bañuelos Valenzuela, María Argelia López Luna..............................................416

Estrés oxidativo y el uso de antioxidantes en la producción in vitro de embriones mamíferos. Revisión

Oxidative stress and antioxidant use during in vitro mammal embryo production. Review Viviana Torres-Osorio, Rodrigo Urrego, José Julián Echeverri-Zuluaga, Albeiro López-Herrera........................................................................................................................................433

NOTAS DE INVESTIGACIÓN DL-malic acid supplementation improves the carcass characteristics of finishing Pelibuey lambs

La suplementación con DL-ácido málico mejora las características de la canal de borregos Pelibuey en finalización José Lenin Loya-Olguin, Fidel Ávila Ramos, Sergio Mar�nez Gonzalez, Iván Adrián García Galicia, Alma Delia Alarcón Rojo, Francisco Escalera Valente ..........................................460

Prediction of carcass characteristics of discarded Pelibuey ewes by ultrasound measurements

Predicción de las características de la canal en ovejas Pelibuey de desecho por medio de ultrasonido Alfonso J. Chay-Canul, Juan José Pineda-Rodriguez, Jaime Olivares-Pérez, Francisco G. Ríos-Rincón, Ricardo García-Herrera, Ángel T. Piñeiro-Vázquez, Fernando Casanova-Lugo.473

Estudio de asociación genómica para resistencia a Cooperia punctata en bovinos cruzados en el trópico subhúmedo de México

Genome association with Cooperia punctata resistance in crossbreed cattle in the sub-humid tropics of Mexico Adriana García-Ruíz, Felipe de Jesús Ruíz-López, Miguel Alonso-Díaz, Elke Von-Son-de-Fernex, Sara Olazarán-Jenkins, Vicente Eliezer Vega-Murillo, Maria Eugenia López-Arellano..........................................................................................................................................................................................482

Similarity in plant species consumed by goat flocks in the tropical dry forest of the Cañada, Oaxaca

Similitud de especies de plantas consumidas por rebaños de cabras en el bosque tropical seco de la Cañada, Oaxaca Salvador Mandujano, Ariana Barrera-Salazar, Antonio Vergara-Castrejón......................................................................................................................................................................490

Evidencia serológica de infección por herpesvirus caprino tipo 1 en cabras en México

Serological evidence of caprine herpesvirus type 1 infection in goats in Mexico Montserrat E. García-Hernández, Rosa E. Sarmiento-Silva, Liliana M. Valdés-Vázquez, Laura Cobos-Marín.................................................................................................................506

Análisis de la presencia de Rotavirus en conejos del Estado de México

Analysis of rotavirus in rabbits in the State of Mexico Emmanuel Reynoso Utrera, Linda Guiliana Bau�sta Gómez, José Simón Mar�nez Castañeda, Camilo Romero Núñez, Virginia Guadalupe García Rubio, Gabriela López Aguado Almazán, Pedro Abel Hernández García, Enrique Espinosa Ayala............................................................................................................................................511

Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 10 Núm. 2, pp. 267-521, ABRIL-JUNIO-2019

Reemplazo de alfalfa con Tithonia diversifolia en corderos alimentados con ensilado de caña de azúcar y pulidura de arroz Esteban Vega Granados, Leonor Sanginés García, Agapito Gómez Gurrola, Antonio Hernández-Ballesteros, Lourdes Solano, Francisco Escalera-Valente, José Lenin Loya-Olguin.....267

Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 10 Núm. 2, pp. 267-521, ABRIL-JUNIO-2019

REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS PECUARIAS Volumen 10 Número 2, AbrilJunio, 2019. Es una publicación trimestral de acceso abierto, revisada por pares y arbitrada, editada por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Avenida Progreso No. 5, Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, C.P. 04010, Cuidad de México, www.inifap.gob.mx Distribuida por el Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Salud Animal e Inocuidad, Km 15.5 Carretera México-Toluca, Colonia Palo Alto, Cuidad de México, C.P. 05110. Editor responsable: Arturo García Fraustro. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2016-060913393200-203. ISSN: 2448-6698, otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor (INDAUTOR). Responsable de la última actualización de este número: Arturo García Fraustro, Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Salud Animal e Inocuidad, Km. 15.5 Carretera México-Toluca, Colonia Palo Alto, Ciudad de México, C.P. 015110. http://cienciaspecuarias. inifap.gob.mx, la presente publicación tuvo su última actualización en abril de 2019. Cunicultura en la región sur-oriente del Estado de México. Fotografía tomada por: Coordinación de Investigación y Estudios Avanzados. CU UAEM Amecameca

DIRECTORIO FUNDADOR John A. Pino EDITORES ADJUNTOS Oscar L. Rodríguez Rivera Alfonso Arias Medina

EDITOR EN JEFE Arturo García Fraustro

EDITORES POR DISCIPLINA Dra. Yolanda Beatriz Moguel Ordóñez, INIFAP, México Dr. Ramón Molina Barrios, Instituto Tecnológico de Sonora, México Dra. Maria Cristina Schneider, PAHO, Estados Unidos Dra. Elisa Margarita Rubí Chávez, UNAM, México Dr. Javier F. Enríquez Quiroz, INIFAP, México Dra. Martha Hortencia Martín Rivera, Universidad de Sonora URN, México Dr. Fernando Arturo Ibarra Flores, Universidad de Sonora URN, México Dr. James A. Pfister, USDA, Estados Unidos Dr. Eduardo Daniel Bolaños Aguilar, INIFAP, México Dr. Sergio Iván Román-Ponce, INIFAP, México Dr. Sergio D. Rodríguez Camarillo, INIFAP, México Dr. Martin Talavera Rojas, Universidad Autónoma del Estado de México, México Dra. Maria Salud Rubio Lozano, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM, México Dra. Elizabeth Loza-Rubio, INIFAP, México Dr. Juan Carlos Saiz Calahorra, Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, España Dra. Silvia Elena Buntinx Dios, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM, México Dr. José Armando Partida de la Peña, INIFAP, México Dr. José Luis Romano Muñoz, INIFAP, México. Dr. Alejandro Plascencia Jorquera, Universidad Autónoma de Baja California, México Dr. Juan Ku Vera, Universidad Autónoma de Yucatán, México Dr. Ricardo Basurto Gutiérrez, INIFAP, México. Dr. Luis Corona Gochi, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM, México Dr. Juan Manuel Pinos Rodríguez, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Veracruzana, México Dr. Carlos López Coello, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM, México Dr. Arturo Francisco Castellanos Ruelas, Facultad de Química. UADY Dra. Guillermina Ávila Ramírez, UNAM, México. Dr. Emmanuel Camuus, CIRAD, Francia. Dr. Héctor Jiménez Severiano, INIFAP., México Dr. Juan Hebert Hernández Medrano, UNAM, México. Dr. Adrian Guzmán Sánchez, Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco, México Dr. Eugenio Villagómez Amezcua Manjarrez, INIFAP, CENID Salud Animal e Inocuidad, México Dr. Fernando Cervantes Escoto, Universidad Autónoma Chapingo, México Dr. Adolfo Guadalupe Álvarez Macías, Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco, México Dr. Alfredo Cesín Vargas, UNAM, México.

TIPOGRAFÍA Y FORMATO Nora del Rocío Alfaro Gómez Indizada en el “Journal Citation Report” Science Edition del ISI . Inscrita en el Sistema de Clasificación de Revistas Científicas y Tecnológicas de CONACyT; en EBSCO Host y la Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal (RedALyC) (www.redalyc.org); en la Red Iberoamericana de Revistas Científicas de Veterinaria de Libre Acceso (www.veterinaria.org/revistas/ revivec); en los Índices SCOPUS y EMBASE de Elsevier (www.elsevier. com).

REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS PECUARIAS La Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias es un órgano de difusión científica y técnica de acceso abierto, revisada por pares y arbitrada. Su objetivo es dar a conocer los resultados de las investigaciones realizadas por cualquier institución científica, relacionadas particularmente con las distintas disciplinas de la Medicina Veterinaria y la Zootecnia. Además de trabajos de las disciplinas indicadas en su Comité Editorial, se aceptan también para su evaluación y posible publicación, trabajos de otras disciplinas, siempre y cuando estén relacionados con la investigación pecuaria. Se publican en la revista tres categorías de trabajos: Artículos Científicos, Notas de Investigación y Revisiones Bibliográficas (consultar las Notas al autor); la responsabilidad de cada trabajo recae exclusivamente en los autores, los cuales, por la naturaleza misma de los experimentos pueden verse obligados a referirse en algunos casos a los nombres comerciales de ciertos productos, ello sin embargo, no implica preferencia por los productos citados o ignorancia respecto a los omitidos, ni tampoco significa en modo alguno respaldo publicitario hacia los productos mencionados. Todas las contribuciones serán cuidadosamente evaluadas por árbitros, considerando su calidad y relevancia académica. Queda entendido que el someter un manuscrito implica que la investigación descrita es única e inédita. La publicación de Rev. Mex. Cienc. Pecu. es trimestral en formato bilingüe Español e Inglés. El costo

total por publicar es de $ 5,600.00 más IVA por manuscrito ya editado. Se publica en formato digital en acceso abierto, por lo que se autoriza la reproducción total o parcial del contenido de los artículos si se cita la fuente. El envío de los trabajos de debe realizar directamente en el sitio oficial de la revista. Correspondencia adicional deberá dirigirse al Editor Adjunto a la siguiente dirección: Calle 36 No. 215 x 67 y 69 Colonia Montes de Amé, C.P. 97115 Mérida, Yucatán, México. Tel/Fax +52 (999) 941-5030. Correo electrónico (C-ele): rodriguez_oscar@prodigy.net.mx. La correspondencia relativa a suscripciones, asuntos de intercambio o distribución de números impresos anteriores, deberá dirigirse al Editor en Jefe de la Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias, CENID Salud Animal e Inocuidad, Km 15.5 Carretera México-Toluca, Col. Palo Alto, D.F. C.P. 05110, México; Tel: +52(55) 3871-8700 ext. 80316; garcia.arturo@inifap.gob.mx o arias.alfonso@inifap.gob.mx. Inscrita en la base de datos de EBSCO Host y la Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal (RedALyC) (www.redalyc.org), en la Red Iberoamericana de Revistas Científicas de Veterinaria de Libre Acceso (www.veterinaria.org/revistas/ revivec), indizada en el “Journal Citation Report” Science Edition del ISI (http://thomsonreuters. com/) y en los Índices SCOPUS y EMBASE de Elsevier (www.elsevier.com)

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REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS PECUARIAS REV. MEX. CIENC. PECU.

VOL. 10 No. 2

ABRIL-JUNIO-2019

CONTENIDO ARTÍCULOS

Pág. Replacement of alfalfa with Tithonia diversifolia in lambs fed sugar cane silage-based diets and rice polishing Reemplazo de alfalfa con Tithonia diversifolia en corderos alimentados con ensilado de caña de azúcar y pulidura de arroz Esteban Vega Granados, Leonor Sanginés García, Agapito Gómez Gurrola, Antonio HernándezBallesteros, Lourdes Solano, Francisco Escalera-Valente, José Lenin Loya-Olguin .......................... 267

Evaluación de dos aceites acidulados de soya en la producción y calidad de huevo en gallinas Bovans Evaluation of two soybean soapstocks in egg production and quality in Bovans hens

Jennifer Pérez Martínez, Juan Manuel Cuca García, Gustavo Ramírez Valverde, Silvia Carrillo Domínguez, Arturo Pro Martínez, Ernesto Ávila González, Eliseo Sosa Montes ................................ 283

Fermentación ruminal y producción de metano usando la técnica de gas in vitro en forrajes de un sistema silvopastoril de ovinos de Chiapas, México Quantifying ruminal fermentation and methane production using the in vitro gas technique in the forages of a sheep silvopastoral system in Chiapas, Mexico Ángel Jiménez-Santiago, Guillermo Jiménez-Ferrer, Armando Alayón-Gamboa, Esaú de Jesús PérezLuna, Ángel Trinidad Piñeiro-Vázquez, Samuel Albores-Moreno, Ma. Guadalupe Pérez-Escobar, Ricardo Castro-Chan ......................................................................................................................... 298

Evaluation of nutritional methods to reactivate preserved ruminal inoculum assessed through in vitro fermentation kinetics and forage digestibility Evaluación de métodos nutricionales para reactivar inóculo ruminal preservado analizado a través de cinética de fermentación y digestibilidad de forrajes in vitro María G. Domínguez-Ordóñez, Luis A. Miranda-Romero, Pedro A. Martínez-Hernández, Maximino Huerta-Bravo, Ezequias Castillo-Lopez ............................................................................................. 315

Productive and economic response to partial replacement of cracked maize ears with ground maize or molasses in supplements for dual-purpose cows Respuesta productiva y económica del reemplazo parcial de mazorca de maíz quebrado con maíz molido o melaza para vacas de doble propósito Isela G. Salas-Reyes, Carlos M. Arriaga-Jordán, Julieta G. Estrada-Flores, Anastacio García-Martínez, Rolando Rojo-Rubio, José F. Vázquez Armijo, Benito Albarrán-Portillo............................................ 335

III

Rendimiento de alfalfa (Medicago sativa L.) a diferentes edades de la pradera y frecuencias de defoliación Alfalfa (Medicago sativa L.) biomass yield at different pasture ages and cutting frequencies José Alfredo Gaytán Valencia, Rigoberto Castro Rivera, Yuri Villegas Aparicio, Gisela Aguilar Benítez, María Myrna Solís Oba, José Cruz Carrillo Rodríguez, Luís Octavio Negrete Sánchez ...................... 353

Propiedades tecnológicas y fisicoquímicas de la leche y características fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional Technological and physicochemical properties of milk and physicochemical aspects of traditional Oaxaca cheese Eric Montes de Oca-Flores, Angélica Espinoza-Ortega, Carlos Manuel Arriaga-Jordán ..................... 367

Evaluación de las condiciones de bienestar animal de camélidos sudamericanos ingresados al camal municipal de Huancavelica, Perú Evaluation of animal welfare conditions of South American camelids admitted to the Huancavelica municipal slaughterhouse, Peru Carlos Eduardo Smith Davila, Galy Juana Mendoza Torres, Claudio Gustavo Barbeito, Marcelo Daniel Ghezzi ............................................................................................................................................... 379

REVISION DE LITERATURA

Ácidos hidroxicinámicos en producción animal: farmacocinética, farmacodinamia y sus efectos como promotor de crecimiento. Revisión Hydroxycinnamic acids in animal production: pharmacokinetics, pharmacodynamics and growth promoting effects. Review Edgar Fernando Peña-Torres, Humberto González-Ríos, Leonel Avendaño-Reyes, Nidia Vanessa Valenzuela-Grijalva, Araceli Pinelli-Saavedra, Adriana Muhlia-Almazán, Etna Aida Peña-Ramos .... 391

Efecto de la radiación ultravioleta (UV) en animales domésticos. Revisión Effects of ultraviolet radiation (UV) in domestic animals. Review Maricela Olarte Saucedo, Sergio Hugo Sánchez Rodríguez, Carlos Fernando Aréchiga Flores, Rómulo Bañuelos Valenzuela, María Argelia López Luna ............................................................................... 416

Estrés oxidativo y el uso de antioxidantes en la producción in vitro de embriones mamíferos. Revisión Oxidative stress and antioxidant use during in vitro mammal embryo production. Review Viviana Torres-Osorio, Rodrigo Urrego, José Julián Echeverri-Zuluaga, Albeiro López-Herrera ....... 433

NOTAS DE INVESTIGACIÓN

DL-malic acid supplementation improves the carcass characteristics of finishing Pelibuey lambs La suplementación con DL-ácido málico mejora las características de la canal de borregos Pelibuey en finalización José Lenin Loya-Olguín, Fidel Ávila Ramos, Sergio Martínez González, Iván Adrián García Galicia, Alma Delia Alarcón Rojo, Francisco Escalera Valente ................................................................................ 460

Prediction of carcass characteristics of discarded Pelibuey ewes by ultrasound measurements Predicción de las características de la canal en ovejas Pelibuey de desecho por medio de ultrasonido Alfonso J. Chay-Canul, Juan José Pineda-Rodriguez, Jaime Olivares-Pérez, Francisco G. Ríos-Rincón, Ricardo García-Herrera, Ángel T. Piñeiro-Vázquez, Fernando Casanova-Lugo ................................. 473

Estudio de asociación genómica para resistencia a Cooperia punctata en bovinos cruzados en el trópico subhúmedo de México Genome association with Cooperia punctata resistance in crossbreed cattle in the subhumid tropics of Mexico Adriana García-Ruíz, Felipe de Jesús Ruíz-López, Miguel Alonso-Díaz, Elke Von-Son-de-Fernex, Sara Olazarán-Jenkins, Vicente Eliezer Vega-Murillo, Maria Eugenia López-Arellano .............................. 482

Similarity in plant species consumed by goat flocks in the tropical dry forest of the Cañada, Oaxaca Similitud de especies de plantas consumidas por rebaños de cabras en el bosque tropical seco de la Cañada, Oaxaca Salvador Mandujano, Ariana Barrera-Salazar, Antonio Vergara-Castrejón ...................................... 490

Evidencia serológica de infección por herpesvirus caprino tipo 1 en cabras en México Serological evidence of caprine herpesvirus type 1 infection in goats in Mexico Montserrat E. García-Hernández, Rosa E. Sarmiento-Silva, Liliana M. Valdés-Vázquez, Laura CobosMarín .......................................................................................................................................................... 506

Análisis de la presencia de Rotavirus en conejos del Estado de México Analysis of rotavirus in rabbits in the State of Mexico Emmanuel Reynoso Utrera, Linda Guiliana Bautista Gómez, José Simón Martínez Castañeda, Camilo Romero Núñez, Virginia Guadalupe García Rubio, Gabriela López Aguado Almazán, Pedro Abel Hernández García, Enrique Espinosa Ayala ....................................................................................... 511

Actualización: abril, 2018 NOTAS AL AUTOR La Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias se edita completa en dos idiomas (español e inglés) y publica tres categorías de trabajos: Artículos científicos, Notas de investigación y Revisiones bibliográficas.

indican, empezando cada uno de ellos en página aparte. Página del título Resumen en español Resumen en inglés Texto Agradecimientosy conflicto de interés Literatura citada Cuadros y gráficas

Los autores interesados en publicar en esta revista deberán ajustarse a los lineamientos que más adelante se indican, los cuales en términos generales, están de acuerdo con los elaborados por el Comité Internacional de Editores de Revistas Médicas (CIERM) Bol Oficina Sanit Panam 1989;107:422-437. 1.

Sólo se aceptarán trabajos inéditos. No se admitirán si están basados en pruebas de rutina, ni datos experimentales sin estudio estadístico cuando éste sea indispensable. Tampoco se aceptarán trabajos que previamente hayan sido publicados condensados o in extenso en Memorias o Simposio de Reuniones o Congresos (a excepción de Resúmenes).

Todos los trabajos estarán sujetos a revisión de un Comité Científico Editorial, conformado por Pares de la Disciplina en cuestión, quienes desconocerán el nombre e Institución de los autores proponentes. El Editor notificará al autor la fecha de recepción de su trabajo.

El manuscrito deberá someterse a través del portal de la Revista en la dirección electrónica: http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx, consultando el “Instructivo para envío de artículos en la página de la Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias”. Para su elaboración se utilizará el procesador de Microsoft Word, con letra Times New Roman a 12 puntos, a doble espacio. Asimismo se deberán llenar los formatos de postulación, carta de originalidad y no duplicidad y formato de derechos patrimoniales disponibles en el propio sitio oficial de la revista.

Por ser una revista con arbitraje, y para facilitar el trabajo de los revisores, todos los renglones de cada página deben estar numerados; asimismo cada página debe estar numerada, inclusive cuadros, ilustraciones y gráficas.

Página del Título. Solamente debe contener el título del trabajo, que debe ser conciso pero informativo; así como el título traducido al idioma inglés. En el manuscrito no es necesaria información como nombres de autores, departamentos, instituciones, direcciones de correspondencia, etc., ya que estos datos tendrán que ser registrados durante el proceso de captura de la solicitud en la plataforma del OJS (http://ciencias pecuarias.inifap.gob.mx).

Resumen en español. En la segunda página se debe incluir un resumen que no pase de 250 palabras. En él se indicarán los propósitos del estudio o investigación; los procedimientos básicos y la metodología empleada; los resultados más importantes encontrados, y de ser posible, su significación estadística y las conclusiones principales. A continuación del resumen, en punto y aparte, agregue debidamente rotuladas, de 3 a 8 palabras o frases cortas clave que ayuden a los indizadores a clasificar el trabajo, las cuales se publicarán junto con el resumen.

Resumen en inglés. Anotar el título del trabajo en inglés y a continuación redactar el “abstract” con las mismas instrucciones que se señalaron para el resumen en español. Al final en punto y aparte, se deberán escribir las correspondientes palabras clave (“key words”).

10. Texto. Las tres categorías de trabajos que se publican en la Rev. Mex. Cienc. Pecu. consisten en lo siguiente: a) Artículos científicos. Deben ser informes de trabajos originales derivados de resultados parciales o finales de investigaciones. El texto del Artículo científico se divide en secciones que llevan estos encabezamientos:

Los artículos tendrán una extensión máxima de 20 cuartillas a doble espacio, sin incluir páginas de Título, y cuadros o figuras (los cuales no deberán exceder de ocho). Las Notas de investigación tendrán una extensión máxima de 15 cuartillas y 6 cuadros o figuras. Las Revisiones bibliográficas una extensión máxima de 30 cuartillas y 5 cuadros.

Introducción Materiales y Métodos Resultados Discusión Conclusiones e implicaciones

Los manuscritos de las tres categorías de trabajos que se publican en la Rev. Mex. Cienc. Pecu. deberán contener los componentes que a continuación se

En los artículos largos puede ser necesario agregar subtítulos dentro de estas divisiones a fin de hacer más claro el contenido, sobre todo en las secciones de Resultados y de Discusión, las cuales también pueden presentarse como una sola sección.

apellidos compuestos se debe poner un guión entre ambos, ejemplo: Elías-Calles E. Entre las iniciales de un autor no se debe poner ningún signo de puntuación, ni separación; después de cada autor sólo se debe poner una coma, incluso después del penúltimo; después del último autor se debe poner un punto.

b) Notas de investigación. Consisten en modificaciones a técnicas, informes de casos clínicos de interés especial, preliminares de trabajos o investigaciones limitadas, descripción de nuevas variedades de pastos; así como resultados de investigación que a juicio de los editores deban así ser publicados. El texto contendrá la misma información del método experimental señalado en el inciso a), pero su redacción será corrida del principio al final del trabajo; esto no quiere decir que sólo se supriman los subtítulos, sino que se redacte en forma continua y coherente.

El título del trabajo se debe escribir completo (en su idioma original) luego el título abreviado de la revista donde se publicó, sin ningún signo de puntuación; inmediatamente después el año de la publicación, luego el número del volumen, seguido del número (entre paréntesis) de la revista y finalmente el número de páginas (esto en caso de artículo ordinario de revista). Puede incluir en la lista de referencias, los artículos aceptados aunque todavía no se publiquen; indique la revista y agregue “en prensa” (entre corchetes).

c) Revisiones bibliográficas. Consisten en el tratamiento y exposición de un tema o tópico de relevante actualidad e importancia; su finalidad es la de resumir, analizar y discutir, así como poner a disposición del lector información ya publicada sobre un tema específico. El texto se divide en: Introducción, y las secciones que correspondan al desarrollo del tema en cuestión.

En el caso de libros de un solo autor (o más de uno, pero todos responsables del contenido total del libro), después del o los nombres, se debe indicar el título del libro, el número de la edición, el país, la casa editorial y el año. Cuando se trate del capítulo de un libro de varios autores, se debe poner el nombre del autor del capítulo, luego el título del capítulo, después el nombre de los editores y el título del libro, seguido del país, la casa editorial, año y las páginas que abarca el capítulo.

11. Agradecimientos y conflicto de interés. Siempre que corresponda, se deben especificar las colaboraciones que necesitan ser reconocidas, tales como a) la ayuda técnica recibida; b) el agradecimiento por el apoyo financiero y material, especificando la índole del mismo; c) las relaciones financieras que pudieran suscitar un conflicto de intereses. Las personas que colaboraron pueden ser citadas por su nombre, añadiendo su función o tipo de colaboración; por ejemplo: “asesor científico”, “revisión crítica de la propuesta para el estudio”, “recolección de datos”, etc. Siempre que corresponda los autores deberán mencionar si existe algún conflicto de interés. 12. Literatura citada. Numere las referencias consecutivamente en el orden en que se mencionan por primera vez en el texto. Las referencias en el texto, en los cuadros y en las ilustraciones se deben identificar mediante números arábigos entre paréntesis, sin señalar el año de la referencia. Evite hasta donde sea posible, el tener que mencionar en el texto el nombre de los autores de las referencias. Procure abstenerse de utilizar los resúmenes como referencias; las “observaciones inéditas” y las “comunicaciones personales” no deben usarse como referencias, aunque pueden insertarse en el texto (entre paréntesis).

En el caso de tesis, se debe indicar el nombre del autor, el título del trabajo, luego entre corchetes el grado (licenciatura, maestría, doctorado), luego el nombre de la ciudad, estado y en su caso país, seguidamente el nombre de la Universidad (no el de la escuela), y finalmente el año. Emplee el estilo de los ejemplos que aparecen a continuación, los cuales están parcialmente basados en el formato que la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos usa en el Index Medicus. Revistas

Artículo ordinario, con volumen y número. (Incluya el nombre de todos los autores cuando sean seis o menos; si son siete o más, anote sólo el nombre de los seis primeros y agregue “et al.”). I)

Reglas básicas para la Literatura citada Nombre de los autores, con mayúsculas sólo las iniciales, empezando por el apellido paterno, luego iniciales del materno y nombre(s). En caso de

Basurto GR, Garza FJD. Efecto de la inclusión de grasa o proteína de escape ruminal en el comportamiento de toretes Brahman en engorda. Téc Pecu Méx 1998;36(1):35-48.

Sólo número sin indicar volumen. II) Stephano HA, Gay GM, Ramírez TC. Encephalomielitis, reproductive failure and corneal opacity (blue eye) in

VII

pigs associated with a paramyxovirus infection. Vet Rec 1988;(122):6-10.

Beltsville Symposium: Biotechnology’s role in genetic improvement of farm animals. USDA. 1996:13.

III) Chupin D, Schuh H. Survey of present status ofthe use of artificial insemination in developing countries. World Anim Rev 1993;(74-75):26-35.

No se indica el autor. IV) Cancer in South Africa [editorial]. S Afr Med J 1994;84:15.

Suplemento de revista. V) Hall JB, Staigmiller RB, Short RE, Bellows RA, Bartlett SE. Body composition at puberty in beef heifers as influenced by nutrition and breed [abstract]. J Anim Sci 1998;71(Suppl 1):205.

Organización, como autor. VI) The Cardiac Society of Australia and New Zealand. Clinical exercise stress testing. Safety and performance guidelines. Med J Aust 1996;(164):282-284.

En proceso de publicación. VII) Scifres CJ, Kothmann MM. Differential grazing use of herbicide treated area by cattle. J Range Manage [in press] 2000.

Libros y otras monografías

Autor total. VIII) Steel RGD, Torrie JH. Principles and procedures of statistics: A biometrical approach. 2nd ed. New York, USA: McGraw-Hill Book Co.; 1980.

Autor de capítulo. IX)

Roberts SJ. Equine abortion. In: Faulkner LLC editor. Abortion diseases of cattle. 1rst ed. Springfield, Illinois, USA: Thomas Books; 1968:158-179.

Memorias de reuniones. X)

Loeza LR, Angeles MAA, Cisneros GF. Alimentación de cerdos. En: Zúñiga GJL, Cruz BJA editores. Tercera reunión anual del centro de investigaciones forestales y agropecuarias del estado de Veracruz. Veracruz. 1990:51-56.

XI)

Olea PR, Cuarón IJA, Ruiz LFJ, Villagómez AE. Concentración de insulina plasmática en cerdas alimentadas con melaza en la dieta durante la inducción de estro lactacional [resumen]. Reunión nacional de investigación pecuaria. Querétaro, Qro. 1998:13.

XII) Cunningham EP. Genetic diversity in domestic animals: strategies for conservation and development. In: Miller RH et al. editors. Proc XX

Tesis. XIII) Alvarez MJA. Inmunidad humoral en la anaplasmosis y babesiosis bovinas en becerros mantenidos en una zona endémica [tesis maestría]. México, DF: Universidad Nacional Autónoma de México; 1989. XIV) Cairns RB. Infrared spectroscopic studies of solid oxigen [doctoral thesis]. Berkeley, California, USA: University of California; 1965.

Organización como autor. XV) NRC. National Research Council. The nutrient requirements of beef cattle. 6th ed. Washington, DC, USA: National Academy Press; 1984. XVI) SAGAR. Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural. Curso de actualización técnica para la aprobación de médicos veterinarios zootecnistas responsables de establecimientos destinados al sacrificio de animales. México. 1996. XVII) AOAC. Oficial methods of analysis. 15th ed. Arlington, VA, USA: Association of Official Analytical Chemists. 1990. XVIII) SAS. SAS/STAT User’s Guide (Release 6.03). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1988. XIX) SAS. SAS User´s Guide: Statistics (version 5 ed.). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1985.

Publicaciones electrónicas XX) Jun Y, Ellis M. Effect of group size and feeder type on growth performance and feeding patterns in growing pigs. J Anim Sci 2001;79:803-813. http://jas.fass.org/cgi/reprint/79/4/803.pdf. Accessed Jul 30, 2003. XXI) Villalobos GC, González VE, Ortega SJA. Técnicas para estimar la degradación de proteína y materia orgánica en el rumen y su importancia en rumiantes en pastoreo. Téc Pecu Méx 2000;38(2): 119-134. http://www.tecnicapecuaria.org/trabajos/20021217 5725.pdf. Consultado 30 Ago, 2003. XXII) Sanh MV, Wiktorsson H, Ly LV. Effect of feeding level on milk production, body weight change, feed conversion and postpartum oestrus of crossbred lactating cows in tropical conditions. Livest Prod Sci 2002;27(2-3):331-338. http://www.sciencedirect. com/science/journal/03016226. Accessed Sep 12, 2003. 13. Cuadros, Gráficas e Ilustraciones. Es preferible que sean pocos, concisos, contando con los datos

VIII

necesarios para que sean autosuficientes, que se entiendan por sí mismos sin necesidad de leer el texto. Para las notas al pie se deberán utilizar los símbolos convencionales.

km kilómetro (s) L litro (s) log logaritmo decimal Mcal megacaloría (s) MJ megajoule (s) m metro (s) msnm metros sobre el nivel del mar µg microgramo (s) µl microlitro (s) µm micrómetro (s)(micra(s)) mg miligramo (s) ml mililitro (s) mm milímetro (s) min minuto (s) ng nanogramo (s)Pprobabilidad (estadística) p página PC proteína cruda PCR reacción en cadena de la polimerasa pp páginas ppm partes por millón % por ciento (con número) rpm revoluciones por minuto seg segundo (s) t tonelada (s) TND total de nutrientes digestibles UA unidad animal UI unidades internacionales

14 Versión final. Es el documento en el cual los autores ya integraron las correcciones y modificaciones indicadas por el Comité Revisor. Los trabajos deberán ser elaborados con Microsoft Word. Las gráficas y figuras se deberán elaborar en Word, Power Point, Corel Draw y enviadas en archivo aparte (nunca insertarlas como imágenes en el texto). Los cuadros no deberán contener ninguna línea vertical, y las horizontales solamente las que delimitan los encabezados de columna, y la línea al final del cuadro. 15. Una vez recibida la versión final, ésta se mandará para su traducción al idioma inglés o español, según corresponda. Si los autores lo consideran conveniente podrán enviar su manuscrito final en ambos idiomas. 16. Tesis. Se publicarán como Artículo o Nota de Investigación, siempre y cuando se ajusten a las normas de esta revista. 17. Los trabajos no aceptados para su publicación se regresarán al autor, con un anexo en el que se explicarán los motivos por los que se rechaza o las modificaciones que deberán hacerse para ser reevaluados. 18. Abreviaturas de uso frecuente: cal cm °C DL50 g ha h i.m. i.v. J kg

caloría (s) centímetro (s) grado centígrado (s) dosis letal 50% gramo (s) hectárea (s) hora (s) intramuscular (mente) intravenosa (mente) joule (s) kilogramo (s)

versus

gravedades

Cualquier otra abreviatura se pondrá entre paréntesis inmediatamente después de la(s) palabra(s) completa(s). 19. Los nombres científicos y otras locuciones latinas se deben escribir en cursivas.

Updated: April, 2018 INSTRUCTIONS FOR AUTHORS Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias is a scientific journal published in a bilingual format (Spanish and English) which carries three types of papers: Research Articles, Technical Notes, and Reviews. Authors interested in publishing in this journal, should follow the belowmentioned directives which are based on those set down by the International Committee of Medical Journal Editors (ICMJE) Bol Oficina Sanit Panam 1989;107:422-437. 1.

Only original unpublished works will be accepted. Manuscripts based on routine tests, will not be accepted. All experimental data must be subjected to statistical analysis. Papers previously published condensed or in extenso in a Congress or any other type of Meeting will not be accepted (except for Abstracts).

All contributions will be peer reviewed by a scientific editorial committee, composed of experts who ignore the name of the authors. The Editor will notify the author the date of manuscript receipt.

Papers will be submitted in the Web site http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx, according the â&#x20AC;&#x153;Guide for submit articles in the Web site of the Revista Mexicana de Ciencias Pecuariasâ&#x20AC;?. Manuscripts should be prepared, typed in a 12 points font at double space (including the abstract and tables). At the time of submission, the application form, must be filled out, as well as a letter of originality and no duplication and patrimonial rights format, available on the official website of the journal.

References Tables and Graphics 7.

Title page. It should only contain the title of the work, which should be concise but informative; as well as the title translated into English language. In the manuscript is not necessary information as names of authors, departments, institutions and correspondence addresses, etc.; as these data will have to be registered during the capture of the application process on the OJS platform (http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx).

Abstract. On the second page a summary of no more than 250 words should be included. This abstract should start with a clear statement of the objectives and must include basic procedures and methodology. The more significant results and their statistical value and the main conclusions should be elaborated briefly. At the end of the abstract, and on a separate line, a list of up to 10 key words or short phrases that best describe the nature of the research should be stated.

Text. The three categories of articles which are published in Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias are the following:

a) Research Articles. They should originate in primary

works and may show partial or final results of research. The text of the article must include the following parts: Introduction Materials and Methods Results Discussion Conclusions and implications

To facilitate peer review all pages should be numbered consecutively, including tables, illustrations and graphics, and the lines of each page should be numbered as well.

In lengthy articles, it may be necessary to add other sections to make the content clearer. Results and Discussion can be shown as a single section if considered appropriate.

Research articles will not exceed 20 double spaced pages, without including Title page and Tables and Figures (8 maximum). Technical notes will have a maximum extension of 15 pages and 6 Tables and Figures. Reviews should not exceed 30 pages and 5 Tables and Figures.

b) Technical Notes. They should be brief and be

evidence for technical changes, reports of clinical cases of special interest, complete description of a limited investigation, or research results which should be published as a note in the opinion of the editors. The text will contain the same information presented in the sections of t he research article but without section titles.

Manuscripts of all three type of articles published in Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias should contain the following sections, and each one should begin on a separate page.

c) Reviews. The purpose of these papers is to

Title page Abstract Text Acknowledgments

summarize, analyze and discuss an outstanding topic. The text of these articles should include the following sections: Introduction, and as many sections as

needed that relate to the description of the topic in question.

f. In the case of a thesis, references should be made of the author’s name, the title of the research, the degree obtained, followed by the name of the City, State, and Country, the University (not the school), and finally the year.

10. Acknowledgements. Whenever appropriate, collaborations that need recognition should be specified: a) Acknowledgement of technical support; b) Financial and material support, specifying its nature; and c) Financial relationships that could be the source of a conflict of interest.

Examples The style of the following examples, which are partly based on the format the National Library of Medicine of the United States employs in its Index Medicus, should be taken as a model.

People which collaborated in the article may be named, adding their function or contribution; for example: “scientific advisor”, “critical review”, “data collection”, etc. 11. References. All references should be quoted in their original language. They should be numbered consecutively in the order in which they are first mentioned in the text. Text, tables and figure references should be identified by means of Arabic numbers. Avoid, whenever possible, mentioning in the text the name of the authors. Abstain from using abstracts as references. Also, “unpublished observations” and “personal communications” should not be used as references, although they can be inserted in the text (inside brackets).

Journals

Standard journal article (List the first six authors followed by et al.) I)

Basurto GR, Garza FJD. Efecto de la inclusión de grasa o proteína de escape ruminal en el comportamiento de toretes Brahman en engorda. Téc Pecu Méx 1998;36(1):35-48.

Issue with no volume II) Stephano HA, Gay GM, Ramírez TC. Encephalomielitis, reproductive failure and corneal opacity (blue eye) in pigs associated with a paramyxovirus infection. Vet Rec 1988;(122):6-10.

Key rules for references a. The names of the authors should be quoted beginning with the last name spelt with initial capitals, followed by the initials of the first and middle name(s). In the presence of compound last names, add a dash between both, i.e. Elias-Calles E. Do not use any punctuation sign, nor separation between the initials of an author; separate each author with a comma, even after the last but one.

III) Chupin D, Schuh H. Survey of present status of the use of artificial insemination in developing countries. World Anim Rev 1993;(74-75):26-35.

No author given

b. The title of the paper should be written in full, followed by the abbreviated title of the journal without any punctuation sign; then the year of the publication, after that the number of the volume, followed by the number (in brackets) of the journal and finally the number of pages (this in the event of ordinary article).

IV) Cancer in South Africa [editorial]. S Afr Med J 1994;84:15.

Journal supplement V) Hall JB, Staigmiller RB, Short RE, Bellows RA, Bartlett SE. Body composition at puberty in beef heifers as influenced by nutrition and breed [abstract]. J Anim Sci 1998;71(Suppl 1):205.

c. Accepted articles, even if still not published, can be included in the list of references, as long as the journal is specified and followed by “in press” (in brackets).

Organization, as author

d. In the case of a single author’s book (or more than one, but all responsible for the book’s contents), the title of the book should be indicated after the names(s), the number of the edition, the country, the printing house and the year.

VI) The Cardiac Society of Australia and New Zealand. Clinical exercise stress testing. Safety and performance guidelines. Med J Aust 1996;(164):282284.

In press

e. When a reference is made of a chapter of book written by several authors; the name of the author(s) of the chapter should be quoted, followed by the title of the chapter, the editors and the title of the book, the country, the printing house, the year, and the initial and final pages.

VII) Scifres CJ, Kothmann MM. Differential grazing use of herbicide-treated area by cattle. J Range Manage [in press] 2000.

XVIII) SAS. SAS/STAT User’s Guide (Release 6.03). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1988.

Books and other monographs

Author(s)

XIX) SAS. SAS User´s Guide: Statistics (version 5 ed.). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1985.

VIII) Steel RGD, Torrie JH. Principles and procedures of statistics: A biometrical approach. 2nd ed. New York, USA: McGraw-Hill Book Co.; 1980.

Electronic publications XX) Jun Y, Ellis M. Effect of group size and feeder type on growth performance and feeding patterns in growing pigs. J Anim Sci 2001;79:803-813. http://jas.fass.org/cgi/reprint/79/4/803.pdf. Accesed Jul 30, 2003.

Chapter in a book IX)

Roberts SJ. Equine abortion. In: Faulkner LLC editor. Abortion diseases of cattle. 1rst ed. Springfield, Illinois, USA: Thomas Books; 1968:158-179.

XXI) Villalobos GC, González VE, Ortega SJA. Técnicas para estimar la degradación de proteína y materia orgánica en el rumen y su importancia en rumiantes en pastoreo. Téc Pecu Méx 2000;38(2): 119-134. http://www.tecnicapecuaria.org/trabajos/20021217 5725.pdf. Consultado 30 Jul, 2003.

Conference paper X)

XI)

XXII) Sanh MV, Wiktorsson H, Ly LV. Effect of feeding level on milk production, body weight change, feed conversion and postpartum oestrus of crossbred lactating cows in tropical conditions. Livest Prod Sci 2002;27(2-3):331-338. http://www.sciencedirect.com/science/journal/030 16226. Accesed Sep 12, 2003.

XII) Cunningham EP. Genetic diversity in domestic animals: strategies for conservation and development. In: Miller RH et al. editors. Proc XX Beltsville Symposium: Biotechnology’s role in genetic improvement of farm animals. USDA. 1996:13.

12. Tables, Graphics and Illustrations. It is preferable that they should be few, brief and having the necessary data so they could be understood without reading the text. Explanatory material should be placed in footnotes, using conventional symbols. 13. Final version. This is the document in which the authors have incorporated all the corrections and modifications asked for by the editors. Graphs and figures should be submitted separately in Microsoft Word, MS Power Point, or Corel Draw. Figures must not be inserted as images within the text. In Tables do not use internal horizontal or vertical lines.

Thesis XIII) Alvarez MJA. Inmunidad humoral en la anaplasmosis y babesiosis bovinas en becerros mantenidos en una zona endémica [tesis maestría]. México, DF: Universidad Nacional Autónoma de México; 1989. XIV) Cairns RB. Infrared spectroscopic studies of solid oxigen [doctoral thesis]. Berkeley, California, USA: University of California; 1965.

14. Once accepted, the final version will be translated into Spanish or English, although authors should feel free to send the final version in both languages. No charges will be made for style or translation services.

Organization as author XV) NRC. National Research Council. The nutrient requirements of beef cattle. 6th ed. Washington, DC, USA: National Academy Press; 1984.

15. Thesis will be published as a Research Article or as a Technical Note, according to these guidelines. 16. Manuscripts not accepted for publication will be returned to the author together with a note explaining the cause for rejection, or suggesting changes which should be made for re-assessment.

XVI) SAGAR. Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural. Curso de actualización técnica para la aprobación de médicos veterinarios zootecnistas responsables de establecimientos destinados al sacrificio de animales. México. 1996.

17. List of abbreviations:

XVII) AOAC. Official methods of analysis. 15th ed. Arlington, VA, USA: Association of Official Analytical Chemists. 1990.

cal cm °C

XII

calorie (s) centimeter (s) degree Celsius

DL50 g ha h i.m. i.v. J kg km L log Mcal MJ m Âľl Âľm mg ml mm min ng

lethal dose 50% gram (s) hectare (s) hour (s) intramuscular (..ly) intravenous (..ly) joule (s) kilogram (s) kilometer (s) liter (s) decimal logarithm mega calorie (s) mega joule (s) meter (s) micro liter (s) micro meter (s) milligram (s) milliliter (s) millimeter (s) minute (s) nanogram (s)

probability (statistic) p page CP crude protein PCR polymerase chain reaction pp pages ppm parts per million % percent (with number) rpm revolutions per minute sec second (s) t metric ton (s) TDN total digestible nutrients AU animal unit IU international units

versus

gravidity

The full term for which an abbreviation stands should precede its first use in the text. 18. Scientific names and other Latin terms should be written in italics.

XIII

https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4455 Artículo

Reemplazo de alfalfa con Tithonia diversifolia en corderos alimentados con ensilado de caña de azúcar y pulidura de arroz

Esteban Vega Granados a Leonor Sanginés García b Agapito Gómez Gurrola c Antonio Hernández-Ballesteros c Lourdes Solano b Francisco Escalera-Valente c José Lenin Loya-Olguin c*

Universidad Autónoma de Nayarit. Posgrado en Ciencias Biológico Agropecuarias. Tepic, Nayarit, México.

Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán. Departamento de Nutrición Animal, Ciudad de México, México. c

Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Compostela Nayarit, México.

* Autor de correspondencia: joselenin28@hotmail.com

Resumen: El objetivo fue evaluar el efecto de reemplazo de la alfalfa (AA) con Tithonia diversifolia (TD) en dietas de corderos a base de ensilado de caña de azúcar (SCS), con o sin suplementación con pulidura de arroz (RP), sobre la digestibilidad in vitro, la retención de nitrógeno y el comportamiento productivo. Las dietas experimentales contenían lo siguiente: D1) 68.6 % de SCS y 29.4 % de TD; D2) 63.7 % de SCS y 34.3 % de AA; D3) 46 % de SCS, 22.6 % de TD y 29.4 % de RP; y, D4) 44.1 % de SCS, 24.5 % de AA y 29.4 % de RP. Las dietas fueron isoproteínicas e isocalóricas. La digestibilidad in vitro de la materia seca y materia orgánica fue mayor (P<0.05) con D2 en comparación con D1 267

Rev Mex Cienc Pecu 2019;10(2):267-282

y aumentaron (P<0.05) con la suplementación con RP, sin diferencias entre D3 y D4. De manera similar, el comportamiento productivo no fue diferente (P>0.05) entre las dietas que contenían TD o AA. Sin embargo, RP mejoró (P<0.01) el consumo de la materia seca, la ganancia diaria y la ganancia total de peso con ambos forrajes. En conclusión, en dietas a base de ensilado de caña de azúcar, el reemplazo de alfalfa con Tithonia diversifolia no tiene efecto sobre la digestibilidad de la materia seca, la retención de N o el comportamiento productivo. La complementación con la pulidura de arroz mejora la digestibilidad de la materia seca, la retención de N y el comportamiento productivo de animales alimentados con dietas ricas en forraje, como las que se utilizaron en este estudio. Palabras clave: Tithonia diversifolia, Digestibilidad, Comportamiento productivo, Retención de nitrógeno.

Recibido: 31/03/2017 Aceptado: 20/02/2018

Introducción

En las regiones tropicales, el forraje de la caña de azúcar es utilizada frecuentemente por los productores en la alimentación de rumiantes(1). Debido al bajo costo de la materia seca producida y a que la cosecha coincide con la escasa disponibilidad de forraje, aunque el corte diario es una práctica común puede ser incosteable debido al trabajo implícito(2). El ensilaje de la caña de azúcar es un método de conservación de forraje que puede aumentar la digestibilidad de la FDN(3) y los carbohidratos solubles(2,4,5). Algunos efectos positivos sobre la digestión y el comportamiento productivo fomentan su investigación, por ejemplo, la proteína cruda del ensilado de caña azúcar(6) y la eficiencia alimenticia fueron mayores en las vacas lecheras alimentadas con ensilado de caña de azúcar inoculada respecto a la caña de azúcar fresca(7). Sin embargo, su valor de TDN es bajo y el contenido de N del ensilado de caña de azúcar es insuficiente para mantener el equilibrio de N(8). El arbusto comúnmente llamado "botón de oro" o "girasol silvestre" (Tithonia diversifolia) contiene entre 14 y 28 % de proteína cruda, y tiene una alta degradabilidad ruminal de la materia seca y bajo contenido de fenol y taninos(9). La proteína cruda de la T. diversifolia es similar a la alfalfa, pero la primera es más rustica. Además, el precio de la alfalfa es alto debido a su baja disponibilidad en estas regiones. Como una fuente de proteína económica, T. diversifolia puede utilizarse hasta en un 30 % de inclusión sin efecto negativo(10,11) en el comportamiento productivo y la digestibilidad.

268

Rev Mex Cienc Pecu 2019;10(2):267-282

Los suplementos de energía y N aumentan la eficiencia de los microorganismos ruminales de rumiantes alimentados con forraje(12). Sin embargo, la digestibilidad del nitrógeno puede ser alterada por la fuente de energía debido a los diferentes sitios de la digestión(13). La pulidura de arroz es un subproducto con una energía metabolizable similar y un mayor valor de proteína respecto a los granos de más uso como el sorgo y el maíz(14) debido a su alto contenido de proteínas y lípidos(15). Se ha observado un balance positivo de N con dietas que incluyen del 25 al 50 % de pulidura de arroz en el concentrado de cabras lactantes(16) y vacas (17). Además, la inclusión de pulidura de arroz en dietas en base a caña de azúcar ha mejorado el comportamiento productivo del ganado(18,19), pero, no conocemos evidencia sobre la influencia de la suplementación de pulidura de arroz en dietas a base en ensilado de caña de azúcar. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la sustitución de alfalfa con Tithonia diversifolia en dietas de corderos a base de ensilado de caña, con y sin complementación con pulidura de arroz.

Material y métodos

Los procedimientos con animales vivos se realizaron de acuerdo a los lineamientos oficiales aprobados para el uso y cuidado de los animales NOM-051-ZOO-1995; especificaciones técnicas para el cuidado y uso de animales de laboratorio. Este experimento se realizó en la Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma de Nayarit ubicada en Compostela, Nayarit, México (21 ° 17´46´´N y 104 ° 54´ W). La T. diversifolia se cosechó en la universidad 60 d después del último corte. Enseguida, el forraje se picó para obtener un tamaño de partícula entre 2 y 3 cm y se secó al sol durante 72 h volteándolo cada 24 h. El ensilado de caña de azúcar se preparó utilizando plantas de caña de azúcar enteras cosechadas (24 meses después de la siembra) en una parcela de suelo arcilloso cercana a la ubicación del experimento. Las plantas de caña de azúcar (SC) se picaron para obtener un tamaño de partícula entre 2 y 6 cm. Tres por ciento de inóculo artesanal (10 % de melaza de caña de azúcar, 0.5 % de urea, 5 % de pollinaza, 1 % de yogur y 83.5 % de agua)(20,21) 1 % de urea, 0.1 % de sulfato de amonio y 0.25 % de fosfato de diamónico (en base húmeda) se agregaron a la SC rociándolo sobre cada capa de caña de azúcar durante el ensilaje. El forraje de caña de azúcar se compactó con un tractor en cada capa de 30 cm y se cubrió con polietileno y 15 cm de suelo durante 45 días.

269

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Análisis químicos

Las dietas experimentales (Cuadro 1) y sus ingredientes se analizaron para la determinación de la materia seca (DM), proteína cruda (PC), cenizas y extracto etéreo (EE)(22). Además, se les determinó el contenido de fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácido (ADF)(23). La energía bruta se determinó con una bomba calorimétrica(24). La digestibilidad de la materia seca y materia orgánica se determinó in vitro(25). Cuadro 1: Ingredientes, composición química y energía bruta de las dietas experimentales Variable AA TD AA+RP TD+RP Ingrediente (%) Ensilado de caña de azúcar T. diversifolia Alfalfa Pulidura de arroz Premezcla mineral Sal Composición química (%) MS PC Cenizas EE FDN FDA Lignina EB (Mcal/Kg)

63.73 34.31 0.98 0.98

68.63 29.41 0.98 0.98

44.12 24.51 29.41 0.98 0.98

46.08 22.55 29.41 0.98 0.98

91.33 17.44 9.14 1.01 50.55 32.16 16.54 3.76

93.12 17.5 9.8 1.05 52.85 34.65 14.71 3.76

91.14 17.1 8.59 3.92 49.84 27.16 18.65 3.97

92.71 17.47 10.3 3.47 44.75 26.19 11.4 3.86

AA= ensilado de caña de azúcar más alfalfa; TD= ensilado de caña de azúcar más Tithonia diversifolia; TD+RP= ensilado de caña de azúcar, Tithonia diversifolia, y pulidura de arroz; AA+RP= alfalfa, ensilado de caña de azúcar y pulidura de arroz; MS= material seca; PC= proteína cruda; EE= extracto etéreo; FDN= fibra detergente neutro; FDA= fibra detergente ácido; EB= energía bruta. Premezcla mineral con P (30%), Co (30 ppm), I (13 ppm), 26 ppm de Se (orgánico más inorgánico), Cu (230 ppm), 1170 ppm de Zn (orgánico más inorgánico), Mn (150 ppm), Cu (150 ppm), Cr (110 ppm), Fe 80 (ppm), Mg (0.9 ppm), amortiguador (60%), NaCl (1.35%), vitamina A (200,000 UI), vitamina D (100,000,000 UI), vitamina E (100,000 UI), Ionóforo (1200 ppm) y Ca (3%).

Animales y dietas

Cuatro (4) borregos machos enteros Blackbelly (35 ± 1.2 kg de peso corporal) con cánulas en el rumen se utilizaron para determinar la retención de nitrógeno bajo un diseño 270

Rev Mex Cienc Pecu 2019;10(2):267-282

cuadrado latino 4 x 4. Estos animales se utilizaron como donantes de líquido ruminal para determinar la digestibilidad in vitro de la materia seca y la materia orgánica. Se alojaron en jaulas metabólicas individuales (60 x 180 cm) con pisos de malla de acero. El experimento consistió de cuatro períodos experimentales de 21 d, 14 para la adaptación a las dietas y 7 para la recolección de orina y heces. En el período de adaptación, se ofrecieron las dietas al 110 % de lo consumido el día anterior, para que los borregos tuvieran un consumo ad libitum. Durante el período de recolección de muestras, los borregos recibieron el 90 % del alimento ofrecido ad libitum. Cada animal recibió una dieta experimental diferente (Cuadro 1) en cada período. Dos dietas experimentales contenían alfalfa por su contenido similar de proteína a la T. diversifolia y el alto valor nutritivo de la alfalfa. La orina de cada animal se recolectó en un contenedor ubicado en el fondo de la jaula metabólica, mientras que las heces se recolectaron de una bolsa que fue colocada en el animal. Se tomó una muestra del 10 % de la orina y las heces recolectadas y se congelaron a -4 °C. Se utilizaron veinte (20) corderos Blackbelly x Pelibuey (2 meses de edad) con un peso corporal promedio de 11.5 ± 2.99 kg en la prueba de alimentación. Los animales se alojaron en corrales individuales (0.95 x 1.1 m) con una cama de paja de arroz que se volteó cada tercer día y se reemplazó cada dos semanas para mantenerlos secos. A cada cordero se le proporcionó comedero y bebedero individual. Las dietas experimentales se formularon para cubrir los requerimientos nutricionales de corderos de razas de pelo(26) (Cuadro 1). Estas fueron asignadas al azar a cada cordero y fueron tanto isocalóricas como isoproteínicas. Cada dieta se proporcionó a cinco corderos. Los animales se alimentaron ad libitum una vez al día a las 0800 h. Los primeros 7 días fueron para la adaptación a la dieta seguido de 119 días de prueba. Los pesos corporales iniciales y finales se obtuvieron después de la alimentación matutina utilizando una báscula electrónica. Las ganancias de peso corporal se calcularon restando el peso anterior del peso actual. La ganancia diaria de peso corporal promedio se calculó dividiendo la ganancia de peso corporal entre el número de días transcurridos entre los pesajes.

Análisis estadístico

Los datos obtenidos de la prueba para determinar el balance de nitrógeno se analizaron bajo un diseño Cuadrado latino de 4 x 4, mientras que los datos del experimento de alimentación se analizaron como un diseño completamente al azar utilizando el procedimiento GLM de SAS(27). Las comparaciones entre las medias de los tratamientos se analizaron con la prueba de Tukey (P<0.05) cuando se detectaron diferencias significativas de tratamiento.

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Resultados

Composición química de los alimentos

La composición química y la energía bruta de los ingredientes de las dietas experimentales se presentan en el Cuadro 2. La proteína bruta, la FDN y la FDA de Tithonia diversifolia fueron 30.7, 21 y 30 % más altas que la alfalfa, respectivamente. Sin embargo, el contenido de lignina calculado de la alfalfa fue 15.9 % más alto en comparación con el de la T. diversifolia. El pH del ensilado permitió una conservación óptima y se reflejó en términos de olor y color. Las fracciones de FDN y FDA de las dietas disminuyeron mientras que el contenido de extracto etéreo aumentó con la adición de pulidura de arroz.

Cuadro 2: Composición química (%) de los ingredientes de la dieta en base seca Componente

T. diversifolia

Alfalfa

SCS

28.31

93.71

29.44

89.99

23.54

18.01

13.36

14.37

Cenizas

16.82

10.94

8.72

7.08

1.32

1.63

1.09

4.99

FDN

56.20

46.41

49.71

13.66

FDA

37.14

28.70

31.30

6.55

Lignina

19.10

22.13

13.42

3.21

EB (Mcal/Kg)

3.65

3.73

3.89

4.2

3.57

TD= forraje de Tithonia diversifolia; SCS= ensilado de caña; RP= pulidura de arroz, MS= materia seca; PC= proteína cruda; EE= extracto etéreo; FDN= fibra detergente neutro; FDA= fibra detergente ácido; EB= energía bruta.

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Digestibilidad in vitro de la materia seca

La digestibilidad in vitro de la materia seca (DDM) y la materia orgánica (OMD) se muestran en el Cuadro 3. La inclusión de pulidura de arroz aumentó (P<0.05) la DDM y OMD solo en la dieta TD. La digestibilidad más baja se observó con la dieta TD, a pesar del contenido similar de FDN y FDA comparada con la dieta AA.

Cuadro 3: Digestibilidad in vitro de la materia seca (DDM) y digestibilidad in vitro de la materia orgánica (OMD) de las dietas experimentales (%) Variable

AA+RP

TD+RP

EEM

DDM

63.91 b

59.82 c

65.13 b

68.93 a

0.3

<0.001

OMD

67.74 b

62.29 c

68.09 b

73.27 a

0.19

<0.001

AA= ensilado de caña de azúcar más alfalfa; TD= ensilado de caña de azúcar más Tithonia diversifolia; TD+RP= ensilado de caña de azúcar; Tithonia diversifolia, y pulidura de arroz; AA+RP= alfalfa, ensilado de caña de azúcar y pulidura de arroz; EEM= error estándar de la media.

Balance de nitrógeno

El consumo de nitrógeno (N), la absorción de N y la retención de N (% y g de ingesta) aumentaron (P<0.05) con la complementación con pulidura de arroz (RP), mientras que los niveles de N en orina aumentaron sin RP (Cuadro 4). La retención de N como porcentaje de N absorbido fue 30 % mayor con T. diversifolia en comparación con la alfalfa cuando no se agregó RP a las dietas. La retención de nitrógeno como porcentaje del N absorbido aumentó con la suplementación con RP en las dietas con alfalfa y con T. diversifolia.

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Cuadro 4: Balance nitrógeno de corderos alimentados con dietas a base de ensilado de caña de azúcar suplementados con Tithonia diversifolia o alfalfa y pulidura de arroz P Variable AA TD AA+RP TD+RP EEM Consumo de N 14.35 b 13.16 b 19.64 a 17.38 a 1.06 <0.01 (g) N Fecal (g) 1.77 1.72 1.66 1.65 0.16 >0.05 N absorbido 87.71 b 86.96 b 91.50 a 90.48 a 0.77 <0.01 (%) N urinario (g 9.94 a 7.98 b 8.11 b 7.86 b 0.4 <0.01 día-1) Retención de N 3.12 b 3.46 b 7.74 a 7.87 a 1.24 <0.05 (g día-1) Retención de N 21.54 b 26.28 b 38.86 a 45.24 a 4.91 <0.05 (%) AA= ensilado de caña de azúcar más alfalfa; TD= ensilado de caña de azúcar más Tithonia diversifolia; TD+RP= ensilado de caña de azúcar; Tithonia diversifolia, y pulidura de arroz; AA+RP= alfalfa; ensilado de caña de azúcar y pulidura de arroz; EEM= error estándar de la media.

Comportamiento productivo

El comportamiento productivo de los corderos alimentados con las diferentes dietas experimentales se muestra en el Cuadro 5. El consumo de alimento, la ganancia de peso diario promedio y la ganancia de peso total aumentaron (P<0.05), mientras que la conversión alimenticia disminuyó (P=0.02), con la inclusión de pulidura de arroz en las dietas con TD (TD+RP) y con alfalfa (AA+RP). No se observó diferencia entre las dietas con alfalfa y T. diversifolia, con o sin complementación de RP.

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Cuadro 5: Comportamiento productivo de corderos alimentados con dietas a base de ensilado de caña de azúcar suplementados con Tithonia diversifolia o alfalfa y con o sin pulidura de arroz Item Peso inicial, kg

AA 10.5 a

TD 11.9 a

AA+RP 10.9 a

TD+RP 12.4 a

EEM 2.76

P >0.05

Peso final, kg

13.3 b

14.35 ab

19.5 a

18.5 ab

3.37

>0.05

CMS, g d-1 336.5 b GDP, g d-1 23.7 b Ganancia total, kg 2.82 b CA 16.5 ab

341.5 b 20.8 b 2.47 b 19.04 a

512.1 a 72.5 a 8.62 a 7.5 c

443.7 a 51.7 a 6.15 a 8.71 bc

45.98 15.07 1.79 5.19

<0.001 <0.05 <0.001 <0.05

Los valores de las medias en la misma hilera con diferente letra son diferentes (P<0.05) AA ensilado de caña de azúcar más alfalfa; TD= ensilado de caña de azúcar más Tithonia diversifolia; TD+RP= ensilado de caña de azúcar; Tithonia diversifolia, y pulidura de arroz, AA+RP= alfalfa, ensilado de caña de azúcar y pulidura de arroz; CMS= consumo de materia seca; GDP= ganancia diaria de peso, CA= conversión alimenticia.

Discusión

El contenido de FDA de la T. diversifolia en este estudio es mayor que los valores reportados por diferentes autores(10), quienes han utilizado solo las hojas de T. diversifolia, mientras que el contenido de PC coincide con otros(10,28). El contenido de nutrientes de T. diversifolia depende de la edad y la parte de la planta(29), mientras que el mayor contenido de cenizas de T. diversifolia en comparación con la alfalfa puede explicarse por su concentración elevada de minerales(30) como Ca, P y Mg(31). El mayor contenido de FDN y FDA en las dietas sin RP refleja la mayor concentración de las fracciones de fibra en T. diversifolia y alfalfa en comparación con RP, mientras que el contenido de EE aumentó con la adición de RP. Concuerda con el contenido más elevado de extracto etéreo en el concentrado a base de pulidura de arroz en comparación con el concentrado con salvado de trigo(17). El contenido de proteína cruda del ensilado de caña de azúcar (13.36 %) fue mayor que aquellos sin inóculo(8). El valor de pH del ensilado reflejó una buena fermentación(8) y estuvo alrededor de los reportados con caña de azúcar pura y caña de azúcar más 0.5 y 1 % de ácido fórmico(32). La solubilidad de la proteína (40 %) del forraje de T. diversifolia(33) es una desventaja para su uso de en altos niveles en dietas de corderos(28), la cual se puede evitar al incluir carbohidratos de fermentación rápida(34). Se presenta una sinergia entre la suplementación de azúcar y proteína porque la población microbiana mejora aumenta cuando la proteína se suministra con el azúcar que cuando se suministran por separado(35).

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La pulidura del arroz facilitó la digestión de la dieta con T. diversifolia debido al aumento de energía causado por el extracto etéreo y los carbohidratos altamente fermentables en la pulidura de arroz. Además, el menor contenido de FDN de las dietas con pulidura de arroz provocó un aumento de la digestibilidad debido a la relación negativa entre FDN y digestibilidad. Si bien la complementación ha aumentado la digestibilidad de la materia orgánica de la dieta total, la energía basada en fibra ha presentado niveles de digestibilidad más altos que un suplemento a base de grano(36). Para mantener una ingesta y una digestión aceptable de forraje de baja calidad, se requiere la sincronización del suministro de proteínas y carbohidratos degradables del suplemento energético(12). De manera similar, se observaron valores de digestibilidad de la materia seca entre 60 y 66 %, y valores entre 64 y 68 % para la digestibilidad de la materia orgánica cuando las hojas de T. diversifolia se suplementaron a niveles de 10 y 40 %(37). En contraste, con la menor digestibilidad in vivo (41 a 53 %) en dietas con 20, 35 y 50 % de T. diversifolia combinada con pasto de Taiwán y concentrado(28). La utilización de diferentes dietas y técnicas para determinar la digestibilidad puede explicar los resultados variables observados en diferentes experimentos. El pasto Taiwán(28) contenía un porcentaje similar de FDN al del ensilado de caña de azúcar de este estudio. Sin embargo, el contenido de la proteína en el ensilado de caña de azúcar es dos veces mayor que en el pasto Taiwán. Existe una estrecha relación entre la digestibilidad in vitro y la digestibilidad de la proteína no degradable en el rumen (r2 = 0.090) y una relación moderada entre la proteína no degradable en el rumen y la PC (r2 = 0.48 y 0.42)(38). Se ha reportado una similar retención de N como porcentaje del consumo de N en dietas con mayor digestibilidad (80 %) causada por una mayor cantidad de concentrado en la dieta(39). En el ganado lechero, el contenido de FDN está inversamente relacionado con la digestibilidad de N(40). Aunque el contenido de FDN de la T. diversifolia es mayor que el de la alfalfa, la retención de N como porcentaje del N absorbido fue 30 % mayor con la dieta TD en comparación con AA, lo cual puede atribuirse al mayor contenido de aminoácidos esenciales de la T. diversifolia(41), en comparación con la alfalfa(42) los cuales pueden ser movilizados para la deposición de tejidos o para sincronizar la degradación de la energía y la proteína contenida en los ingredientes de la dieta. De manera similar, se ha encontrado una mayor concentración de proteína sérica en animales alimentados con la punta de sorgo trillado y suplementados con forraje(43). El alto contenido de aminoácidos en T. diversifolia aumenta su disponibilidad de N(9), lo que concuerda con el hecho de que los suplementos proteicos con suficiente contenido de aminoácidos esenciales, como la harina de pescado, han registrado altos niveles de digestión y absorción(44). La digestibilidad de la proteína no degradable en el rumen puede no ser misma para todos los forrajes. Una mejor retención de N es deseable por el impacto favorable, tanto en el medio ambiente como en la economía de la producción, debido a la reducción de la pérdida de N a través de la orina y las heces. De acuerdo a los resultados del presente, la suplementación con forraje con proteína de alta calidad puede mejorar la retención de N con la complementación con pulidura de arroz. Por otra parte, una mayor 276

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retención de N con niveles más bajos de T. diversifolia en el concentrado se ha atribuido a los componentes anti-nutritivos de este forraje(9). Sin embargo, en este estudio no se observaron diferencias en la retención de N cuando se compararon las dietas con alfalfa con aquellas con T. diversifolia. El consumo de materia seca se mejoró con la suplementación con pulidura de arroz en las dietas con alfalfa y TD. De manera similar, se observaron mayores consumos totales de materia seca cuando se agregó concentrado a las dietas a base de plantas de caña de azúcar de cabras y corderos (11 kg de peso vivo) en comparación con las que no tenían concentrado; sin embargo, reportaron pérdidas de peso en vivo(45). También se han encontrado ganancias diarias promedio (26.1 g/día) similares a las observadas en este estudio en cabras alimentadas con dietas a base de Panicum maximum más el 30 % de T. diversifolia y concentrado(11). El consumo de materia seca observado coincide con aquel de dietas con digestibilidad de materia seca entre 64 y 68 %(9). Aunque la digestibilidad in vitro de la materia seca y materia orgánica de la dieta TD + RP fue la más alta, la ganancia diaria de peso fue similar (P>0.05) al de la AA + RP por el mismo consumo de materia seca. El consumo se relaciona positivamente con la producción(46) y depende de la capacidad del alimento para proporcionar los nutrientes necesarios(9). Las dietas con pulidura de arroz contenían un porcentaje menor de FDN más porque este ingrediente contenía alrededor de un tercio de FDN de la alfalfa o T. diversifolia. El contenido de FDN de todas las dietas experimentales fue superior al 25 % que promueve la digestibilidad, el consumo y el aumento de peso(47,48). Los niveles elevados de forraje en las dietas pueden limitar el consumo de energía y la GDP(49). Sin embargo, el comportamiento similar de los animales alimentados con AA y TD fomenta mayor estudio acerca del efecto de la suplementación con T. diversifolia en dietas con mayor contenido de energía y proteína no degradable en el rumen y con menor contenido de fibra sobre el comportamiento de animales jóvenes. La mayor retención de N y consumo de los corderos suplementados con pulidura de arroz se reflejó con el aumento de GDP. La pulidura de arroz mejoró el GDP, ya que su inclusión disminuyó el porcentaje de fibra y aumentó el contenido de energía de las dietas. Los suplementos energéticos influyen en el comportamiento del animal y en el aprovechamiento del forraje, lo que aumenta potencialmente las oportunidades de sincronización de nutrientes en la dieta(12). La sustitución de alfalfa con T. diversifolia redujo el costo del alimento con y sin la complementación con pulidura de arroz, 133 % ($1.02 vs $2.38 MXN) y 49 % ($1.97 vs $2.93 MXN), respectivamente. La dieta a base de ensilaje de caña de azúcar suplementada con T. diversifolia y complementada con el pulidura de arroz mostró el menor costo por kilo de ganancia de peso.

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Conclusiones e implicaciones

La alfalfa puede ser reemplazada por Tithonia diversifolia en dietas ricas en fibra sin afectar el consumo de materia seca, ganancia diaria de peso y conversión alimenticia. La inclusión de pulidura de arroz en dietas a base de ensilado de caña de azúcar mejora la digestibilidad, la retención de N y el comportamiento productivo porque aumenta la energía y disminuye el contenido de fibra de las dietas.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4363 Artículo

Evaluación de dos aceites acidulados de soya en la producción y calidad de huevo en gallinas Bovans

Jennifer Pérez Martíneza* Juan Manuel Cuca Garcíaa Gustavo Ramírez Valverdea Silvia Carrillo Domínguezb Arturo Pro Martíneza Ernesto Ávila Gonzálezc Eliseo Sosa Montesd

Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. Carretera México-Texcoco km 36.5, Montecillo, 56230, Texcoco, Estado de México. México.

Instituto de Nutrición Salvador Zubirán. CDMX, México.

Universidad Nacional Autónoma de México. CDMX. México.

Universidad Autónoma Chapingo. Texcoco de Mora, México.

Autor de Correspondencia: jeanbodin_@hotmail.com

Resumen: En la alimentación de gallinas en postura se utiliza el aceite crudo de soya (ACS), pero debido a que éste compite con la alimentación humana su precio es alto, por lo cual se evaluaron dos aceites acidulados de soya (AAS), los cuales son más económicos. El objetivo del estudio fue evaluar el efecto de los AAS en la producción de gallinas Bovans, calidad de huevo, composición lipídica y costo de un kilo de huevo. Se determinó la energía metabolizable (EM) y composición de lípidos de los acidulados. Se utilizaron 240 gallinas en seis tratamientos, con cinco repeticiones, con ocho gallinas cada una. En las 283

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dietas se incluyeron ACS y dos acidulados (AAST y AASY), a dos niveles (2% y 4%). Las variables productivas fueron alimento consumido, porcentaje de postura, peso del huevo, masa del huevo, conversión alimenticia; en calidad de huevo se midió altura de albumina, unidades Haugh (UH), color de yema y grosor de cascarón. Se determinó la composición lipídica del huevo y su costo. Al sustituir el ACS por los AAS no se afectó la producción de las aves (P>0.05). En calidad de huevo, los AAS mejoraron las UH (P<0.05); la concentración de ácidos grasos del huevo se modificó según la composición del aceite en la dieta de las gallinas (P<0.05), mientras que el nivel de aceite influyó en el contenido de algunos ácidos grasos. Finalmente los AAS disminuyeron el costo de un kilo de huevo (P<0.05) en comparación del ACS. Palabras clave: Soya, Energía, Ácidos grasos, Huevo, Costos.

Recibido: 06/02/2017 Aceptado: 18/06/2018

Introducción

Para cubrir los requerimientos de energía en el ave, se adicionan a la dieta componentes concentrados, como grasas y aceites(1); los ingredientes energéticos para gallinas de postura son un factor económico importante en el precio del alimento. En la alimentación de las aves se utiliza el aceite crudo de soya (ACS) por su alto contenido de energía y concentración de ácidos grasos insaturados(2,3), los cuales son más digestibles para el ave, que los ácidos grasos saturados (AGS)(4). Sin embargo, el precio del ACS es elevado, ya que compite con la alimentación humana, por lo que otra fuente barata de ácidos grasos es el aceite acidulado de soya (AAS), subproducto del proceso de refinación del aceite vegetal; este aceite contiene ácidos grasos libres (58.6 %)(1), fosfolípidos, ingredientes químicos no saponificables, compuestos de oxidación, carotenoides y xantofilas(5,6,7). El uso del AAS en la avicultura podría ser limitado, ya que el contenido de ácidos grasos es variable(8) según el método de refinamiento y las condiciones de almacenamiento(5), lo que puede ser el factor más importante para modificar el peso de huevo (PH) y la concentración de lípidos presentes en el huevo(9), además de que su valor de energía metabolizable (EM) es menor que el del ACS, lo que depende del contenido de ácidos grasos libres(10). Por tanto, el objetivo del presente estudio fue utilizar dos AAS de diferente lugar de procedencia en sustitución del ACS a dos niveles (2% y 4%), para determinar el efecto en la producción, calidad de huevo, composición lipídica del huevo y los costos de producción de un kilo de huevo en gallinas Bovans White.

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Material y métodos Determinación de energía metabolizable verdadera (EMV)

Se analizó la EMV de los aceites empleados siguiendo la metodología descrita por Sibbald(11) (Cuadro 1). Se utilizaron 24 gallos de la estirpe Bovans White de 33 semanas de edad con un peso promedio por ave de 2.06 ± 0.06 kg, distribuidos aleatoriamente en tres tratamientos, con ocho gallos por tratamiento, donde cada gallo fue una repetición. Los aceites, debido a sus características físicas, se mezclaron con sorgo molido en una proporción 90:10, ya que el suministro del aceite puro produce regurgitación en el ave(12); además, su naturaleza líquida no permite la determinación directa de la EM(13). Por tanto, simultáneamente se determinó la EM del sorgo con seis gallos.

Cuadro 1: Energía metabolizable verdadera de los aceites Aceites Aceite crudo de soya (ACS) Aceite acidulado de soya T (AAST)

Kcal-1kg 8337 8296

Aceite acidulado de soya Y(AASY)

8528

Para determinar la energía de origen metabólico y endógeno, los gallos se dejaron descansar durante 5 días. Se mantuvieron en ayuno por 24 h. Se recolectaron las deyecciones totales de material endógeno y metabólico de cada gallo, de tal manera que la porción endógena que se empleó para los cálculos fue del mismo gallo(14). La energía bruta (EB) de los ingredientes y de las excretas obtenidas se determinó por duplicado en una bomba calorimétrica isoperibólica Parr 1266, modelo Moline, Ilimois, USA.

Variables productivas y calidad de huevo

Se utilizaron 240 gallinas Bovans White, de 30 semanas de edad, las cuales se distribuyeron en seis tratamientos con cinco repeticiones con ocho aves por repetición; se alojaron dos gallinas por jaula de 30 x 45 cm, con comederos lineales y bebederos

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automáticos en una caseta convencional. La iluminación se ajustó a 16 h luz día-1, con luz artificial. El trabajo experimental tuvo una duración de 16 semanas. Las dietas fueron isoenergéticas con base en sorgo - pasta de soya (Cuadro 2), y se cubrieron los requerimientos nutrimentales para gallinas ponedoras NRC(15) y Cuca et al(16); para que éstas fueran isoenergéticas se varió la inclusión del sorgo, de la pasta de soya y de arena (esterilizada en autoclave). Se evaluaron tres aceites, aceite crudo de soya (ACS), aceite acidulado de soya T (AAST) y aceite acidulado de soya Y (AASY), con dos niveles de inclusión, 2% y 4%; los tratamientos quedaron de la siguiente manera: ACS a 2%; ACS a 4%; AAST a 2%; AAST a 4%; AASY a 2% y AASY a 4%. Las aves se vacunaron durante su crianza contra newcastle, viruela, gumboro, bronquitis, encefalomielitis y coriza infecciosa. El agua y alimento se ofrecieron ad libitum. Cuadro 2: Composición y análisis calculado de las dietas Ingrediente (%) Nivel de aceite Sorgo (8.3% PC) Pasta soya (45.8% PC) Arena DL- metionina (99%)1 Treonina (98.5%)1 CaCO3 (38%)2 Fosfato dicálcico (18/21)3 Vitaminas y minerales4 Pigmento Sal

ACS 4% 57.45 22.97 3.89 0.33 0.04 10.04 0.53 0.25 0.15 0.35

AAST 2% 4% 64.08 58.63 22.26 22.84 0 2.84 0.32 0.33 0.04 0.04 10.06 10.04 0.49 0.52 0.25 0.25 0.15 0.15 0.35 0.35

AASY 2% 4% 64.08 58.63 22.26 22.85 0 2.84 0.32 0.33 0.04 0.04 10.06 10.04 0.49 0.52 0.25 0.25 0.15 0.15 0.35 0.35

2% 63.49 22.32 0.52 0.32 0.04 10.05 0.49 0.25 0.15 0.35

Alimento ($ kg-1)5

5.02

5.19

4.95

5.06

4.91

4.98

Análisis calculado EM, Kcal-1 kg Proteína cruda, % Calcio, % Fósforo disponible, % Lisina, % Metionina + Cistina, % Triptófano, % Treonina, % Ácido linoleico, %

2800 15.53 4.00 0.25 0.83 0.78 0.19 0.61 1.88

2800 15.23 4.00 0.25 0.83 0.78 0.19 0.61 2.90

2800 15.55 4.00 0.25 0.82 0.78 0.19 0.61 1.42

2800 15.37 4.00 0.25 0.83 0.78 0.19 0.61 1.98

2800 15.55 4.00 0.25 0.82 0.78 0.19 0.61 0.94

2800 15.37 4.00 0.25 0.83 0.78 0.19 0.61 1.02

Porcentaje de purificación. 2 38%= calcio. 3 18%= fosforo y 21%= calcio. 4 Aporta por kilo de alimento: vit A, 9000 UI; vit D 3, 2,500 UI; vit E, 20 UI; vit K, 3.0 mg; vit B 2, 8.0 mg; vit B12, 0.015 mg; ácido pantoténico, 10 mg; ácido nicótico, 60 mg; niacina, 40 mg; ácido fólico, 0.5 mg;

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colina, 300 mg; D-biotina, 0.055 mg; tiamina, 2.0 mg; hierro, 65.0 mg; zinc, 100 mg; manganeso, 100 mg; cobre, 9.0 mg; selenio, 0.3 mg; yodo, 0.9 mg. 5 FND= Financiera Nacional de Desarrollo Agropecuario, Rural, Forestal y Pesquero. Precios en el mercado 26 de agosto de 2016 en México(17). ACS= aceite crudo de soya; AAST= aceite acidulado de soya T; AASY= aceite acidulado de soya Y; EM= energía metabolizable; PC= proteína cruda.

Las variables productivas evaluadas semanalmente fueron: alimento consumido (AC, g/ave/día), porcentaje de postura (PP, %), peso de huevo (PH, g/d), conversión alimenticia (CA), masa de huevo (MH, g). Para medir la calidad del huevo, se tomaron de cada tratamiento 20 huevos (cuatro por repetición), al inicio y a las 4, 8 y 12 semanas del experimento, se midió: altura de albúmina (AA), unidades Haugh (UH), color de yema (CY) utilizando el equipo Egg Multi Tester (QCM System, Technical Services y Supplies, Dunnington, Reino Unido), el cual mide la coloración de la yema con base al abanico de DSM para yema y grosor de cascarón (GC), para lo cual se utilizó un tornillo micrométrico.

Análisis de ácidos grasos

En los aceites se analizó el perfil de ácidos grasos (Cuadro 3) mediante la técnica lípidos totales AOAC(18). En el huevo se determinó la composición de ácidos grasos; para ello se utilizaron los mismos huevos que se emplearon para medir calidad de huevo, estos se mezclaron manualmente con una batidora para formar un “pool”. La extracción de lípidos se realizó mediante la técnica lípidos totales AOAC(19) método 923.07, con un cromatógrafo de gases Varian, modelo 3380 CX con columna DB23 (30m x 0.25 mm di) con automuestrador CP8400 y un detector de ionización de flama (FID)(USA).

Cuadro 3: Perfil de ácidos grasos de los aceites y las dietas experimentales (%) ACS Ácidos grasos Mirístico (C14:0) Palmítico (C16:0) Esteárico (C18:0) Palmitoléico (C16:1) Oléico (C18:1) Linoléico (C18:2) α-linolénico (C18:ω3) Araquídico (C20:0) EPA (C20:5 ω3) Otros ácidos grasos

0.11 11.74 4.17 0.18 22.3 51.09 7.52 0.32 .36 0.86

AAST (%) 0.47 11.47 3.34 0.33 43.67 28.01 6.59 ND ND 0.94

AASY 2.78 18.22 19.88 1.53 38.88 3.95 0.23 0.51 ND 3.09

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ACS 2% 4% 0.19 0.19 0.57 0.80 0.81 0.90 0.15 0.16 3.44 3.88 1.88 2.90 0.37 0.52 0.09 0.09 0.02 0.02 0.02 0.03

AAST 2% 4% 0.20 0.21 0.57 0.80 0.80 0.86 0.16 0.16 3.86 4.74 1.42 1.98 0.35 0.48 0.08 0.08 0.01 0.01 0.02 0.04

AASY 2% 4% 0.25 0.30 0.70 1.06 1.13 1.53 0.18 0.21 3.77 4.55 0.94 1.02 0.22 0.23 0.09 0.10 0.01 0.01 0.06 0.12

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Total saturados (%)

16.50

16.97

42.49

0.33

0.66

0.34

0.68

0.85

1.70

Total monoinsaturados (%)

23.67

47.17

49.54

0.47

0.95

0.94

1.89

0.99

1.98

Total poliinsaturados (%)

58.97

34.92

4.88

1.18

2.36

0.70

1.40

0.10

0.20

ACS= aceite crudo de soya; AAST= aceite acidulado de soya T; AASY= aceite acidulado de soya Y.

Costo por kilogramo de huevo

De las dietas se obtuvo su costo, para lo cual se multiplicó el precio de los ingredientes por la cantidad de cada componente de éstas. Para determinar el costo de un kilo de huevo por concepto de alimentación se utilizó la CA de cada tratamiento y se multiplicó por el costo del alimento. El precio de los ingredientes se presenta a continuación (kilo), sorgo, $3.58; pasta de soya, $7.96; ACS, $16.00; AAST, $12.00; AASY, $10.00; DL-metionina, $70.00; treonina, $30.00; CaCO3, $1.50; fosfato dicalcio, $16.00; vitaminas, $75.00; minerales, $20.00; sal, $3.50 y pigmento, $30.00.

Análisis estadístico

Los datos de las variables estudiadas, se analizaron en un diseño completamente al azar con un arreglo factorial 3 X 2, considerando los tipos de aceites (ACS, AAST y AASY) y los niveles (2% y 4%) con cinco repeticiones por tratamiento. Se manejó el procedimiento MIXED de SAS. Las diferencias entre medias de tratamientos se compararon con la prueba de Tukey (P<0.05), usando SAS(20).

Resultados y discusión

Los resultados de las variables productivas AC, PP, PH, MH y CA, se muestran el Cuadro 4; donde se observa que no se encontraron diferencias (P>0.05) por efecto de los diferentes aceites y niveles. Este resultado coincide con Göçmen et al(21), quienes encontraron que al adicionar aceite acidulado de girasol no se modificó la producción, lo que se relaciona con el contenido de energía y proteína de las dietas, las cuales eran

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isoenergéticas e isoproteicas. Otros autores(22,23) demostraron que la inclusión de diferentes aceites en la dieta de las gallinas no modifica las variables productivas.

Cuadro 4: Influencia de los aceites acidulados sobre las variables productivas durante 16 semanas de experimentación en gallinas Bovans White Aceite ACS AAST AASY EE Niveles (%) 2 4 EE

AC g/ave/día 103.04 102.54 101.91 0.63

PP (%) 94.66 95.35 93.83 0.88

PH (g) 59.66 59.36 59.08 0.25

MH (g) 56.41 56.60 55.35 0.54

1.82 1.81 1.82 0.01

95.04 94.10 0.72

95.04 94.1 0.21

59.20 59.53 0.44

56.20 56.03 0.52

1.83 1.82 0.01

AC= alimento consumido; PP= porcentaje de postura; PH= peso de huevo; MH= masa de huevo; CA= conversión alimenticia: kg de alimento / kg de huevo. ACS= aceite crudo de soya; AAST= aceite acidulado T; AASY= aceite acidulado Y. EE= error estándar de la media. (P>0.05).

Respecto a la variable AC no se afectó, porque las dietas tenían el mismo contenido de energía y se sabe que las aves ajustan su consumo de alimento según la concentración energética de la dieta, ya que comen para cubrir sus requerimientos energéticos(24,25). Lesson y Summers(1) indican que el PP está controlado por el contenido de energía en el alimento de las aves, y el contenido de 2,800 kcal/kg en las dietas, llevó a que éste fuera similar en las diferentes dietas de la presente investigación. El PH no se alteró al incluir en la dieta de las aves los AAS, en concordancia con otro estudio(26), en el que se reporta que el PH no aumentó al sustituir el ACS (3.5%) por el AAS en 25%, 50%, 75% y 100%. Bouvarel et al(27) mencionan que la adición de aceites causa el aumento de energía en la dieta y con ello se incrementa el PH, lo que se atribuye a los ácidos grasos, específicamente al ácido linoléico (AL)(28,29). En este estudio, el contenido de AL en la dieta fue de 0.94 a 2.9 % (Cuadro 2), lo que no influyó en el PH, en concordancia con otros autores(30) quienes utilizaron AL de 0.7 a 2.1 % e informan que el PH no se alteró. Lesson y Summers(1) señalaron que la MH se afecta por el consumo de EM en la dieta; en el presente experimento las dietas tenían el mismo contenido de energía, lo que llevó a que no se modificara la MH.

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La CA no se modificó ya que esta variable está relacionada con el AC y el PH y éstas tampoco se afectaron por la inclusión de los aceites y los niveles de estos, lo que concuerda con lo señalado con anterioridad(26) donde no reportan modificaciones en esta variable.

Calidad de huevo

En el Cuadro 5 se encuentran los resultados de calidad de huevo, donde se observa que las UH aumentaron al incluir el AAST y AASY (P<0.05), pero no por los niveles, a diferencia de otra investigación(21) donde se sustituyó ACS (2.6 %) por acidulado de girasol (25, 50, 75 y 100 %) y encontraron que las UH tienden a disminuir al aumentar este aceite; sin embargo, en otra investigación al utilizar AAS en la dieta de gallinas las UH no se afectaron(26). Por efecto de aceite (ACS, AAST y AAST) o nivel de estos (2% y 4%) no se modificaron las variables de AA y GC (P>0.05) en concordancia con otros estudios(21,26) en los que se reporta no haber encontrado diferencias en la AA y GC.

Cuadro 5: Influencia de los aceites acidulados en las variables de calidad de huevo en gallinas alimentadas durante 16 semanas

65.65c 68.82ab 68.97a 0.76

AA (mm) 5.02 5.24 5.29 0.09

GC (mm) 0.36 0.36 0.35 0.04

CY (Roche) 7.17b 7.81a 7.07b 0.05

67.89 67.73 0.62

5.15 5.22 0.07

3.5 0.36 0.03

7.30 7.40 0.04

Aceite

ACS AAST AASY EE Niveles (%) 2 4 EE

UH= unidades Haugh; AA= altura de albúmina; GC= grosor de cascarón; CY= color de yema abanico DSM. ACS= aceite crudo de soya; AAST= aceite acidulado T; AASY= aceite acidulado Y. EE= error estándar de la media. abc Los valores en las columnas con letras diferentes difieren significativamente (P<0.05).

El CY se modificó por el tipo de aceite que se utilizó (P<0.05), pero no por el nivel de estos; el AAST favoreció la pigmentación de la yema, mientras que en los tratamientos con ACS y AASY no modificó el color de yema (Cuadro 5), ya que éste depende del contenido de xantofilas del grano del cual proceden, además del proceso de obtención de los acidulados, ya que éstas se pueden eliminar durante el blanqueado de los AAS (6). Göçmen et al(21) encontraron que el color de yema se mejoró al sustituir el ACS por el

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aceite acidulado de girasol, lo que dependió de la cantidad de tocoferoles que tenían los aceites. En pollo de engorda Pardio et al(31) indicaron que los AAS son importantes como una fuente de pigmento natural. Sin embargo, en otro estudio(32) no se reportan diferencias en la pigmentación de la piel en pollos al utilizar ACS y AA de girasol.

Composición lipídica en huevo

Los resultados de la evaluación lipídica del huevo se presentan en el Cuadro 6, donde se observa que el contenido lipídico de algunos AG se afectó por el tipo de aceite (P<0.05). Respecto a los AGS, la inclusión de AASY aumentó la concentración de C14:0 y C16:0 (P<0.05) en el huevo, y disminuyeron con la adición del AAST (14% y 2%) y ACS (25% y 3%), ya que estos se depositaron en el huevo según la concentración de cada aceite (Cuadro 3). Sin embargo, los acidulados no modificaron la composición del huevo del C18:0. Los niveles de aceites no afectaron la inclusión del C14:0 y C18:0, mientras que el C16:0 (P<0.05) aumentó con el nivel de 4%. Lo que no concuerda con Pardio et al(26) quienes reportaron que en el huevo los AGS (C14:0, C16:0 y C18:0) no fueron diferentes entre tratamientos al incluir AAS. En el huevo, el que algunos AG se depositen más que otros no es muy clara aun, sin embrago, se sabe que algunos de estos son mejor metabolizados que otros, además de que el contenido elevado de AGS disminuye cuando se añade a la dieta aceites con menor contenido de estos ácidos(33).

Cuadro 6: Efecto de diferentes aceites acidulados y su nivel de inclusión en la dieta de gallinas Bovans, sobre la composición de ácidos grasos en huevo ∑AGS

∑AGM

∑AGP

14:0

16:0

18:0

16:1

18:1

18:3 ALA α3

ACS

0.33b

25.12b

8.57

2.63b

38.92c

0.74a

AAST

0.38b

25.33ab

7.84

2.76b

41.50b

AASY

0.44a

25.84a

8.24

3.38a

44.32a

0.01

0.31

0.22

0.06

0.37

25.07b

8.23

0.39

25.89a

8.20

0.01

0.29

0.24

20:5E 22:6D 22:5D PA HA PA 3 3 3

18:2 LA 6

18:3 ALA γ6

20:4 ARA 6

∑AGS

∑AGM

∑AGP 3

∑AGP 6

n-6:n-3

0.04

0.93a 0.15a 16.70a 0.24a 1.71b

34.09

41.50

1.87a

18.49a

13.83a

0.57b

0.07

0.84a 0.11b 12.60b 0.23ab 1.79b

32.13

42.74

1.57b

13.85b

12.58b

0.29c

0.06

0.60b 0.08c 10.05b 0.10c

1.97a

32.80

45.14

1.00c

11.36c

12.55b

0.77

0.02

0.03

0.06

0.55

0.02

0.06

0.88

1.34

0.08

0.40

0.51

3.20a

41.80

0.46b

0.06

0.75

0.10b 12.72

0.19

1.89

33.27

43.73

1.38b

14.08b

13.04

2.65b

41.36

0.60a

0.05

0.83

0.12a 13.51

0.19

1.76

32.75

42.52

1.58a

15.03a

12.93

0.04

0.72

0.02

0.03

0.05

0.01

0.05

0.70

1.07

0.04

0.32

0.27

Nivel%

0.58

AGS= ácidos grasos saturados; AGM= ácidos grasos monoinsaturados; AGP= ácidos grasos poliinsaturados. ACS= aceite crudo de soya; AAST= aceite acidulado T; AASY= aceite acidulado Y; αALA= ácido α linolénico; EPA= ácido eicosapentaenoico; DHA= ácido docosahexaenoico; DPA= ácido docosapentaenoico; LA= ácido linoleico; γALA= ácido γ linolénico; ARA= ácido araquidónico. EE= error estándar de la media. abc Los valores en las columnas con letras diferentes difieren significativamente (P<0.05).

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La inclusión del AASY incrementó la concentración de los AGM (ácidos grasos monoinsaturados) C16:1 y C18:1 (P<0.05), la adición del AAST disminuyó 18 y 6 % respectivamente estos ácidos, mientras que el ACS los redujo en 22 y 12 %, lo que se debe a la influencia que tiene la concentración de los aceites. El contenido del AGM C16:1 fue mayor cuando el nivel que se añadió a la dieta fue 2% (P<0.05), mientras que el C18:1 no se modificó por efecto de los niveles. En otra investigación(26) no se encontraron diferencias en la composición lipídica del huevo para los ácidos C16:1 y C18:1 al sustituir ACS por AAS en proporciones de 25, 50, 75 y 100. El contenido del AGP (ácido graso poliinsaturado) C18:3 ω3, fue mayor (P<0.05) cuando se incluyó a la dieta ACS y éste disminuyó al adicionar el AAST (23 %) y AASY (61 %), ya que los AGP de la yema están influenciados por los del alimento, especialmente el C18:3 ω3(34,35,36); en lo que respecta a los niveles, con el 4% de aceite aumentó (P<0.05) el ácido C18:3 ω3, siendo estos resultados consistentes con los reportados por Ceylan et al(23) quienes demostraron que al incluir 3% de aceite, el ácido C18:3 ω3 aumentó en relación a cuando se usó al 1.5%. El ácido EPA (eicosapentaenoico) no se modificó (P>0.05) por la adición de los diferentes aceites o por los niveles, sin embargo el AG DHA (docosahexaenocio) y DPA (docosapentaenoico) tendieron a aumentar en el huevo (P<0.05) cuando se añadió a la dieta ACS y AAST y se redujo con el AASY, lo que se debe a que el ACS y AAST contenían altos niveles de C18:3 ω3 (Cuadro 3), y este ácido vía enzimas desaturasas y elongasas se transformó en el ácido EPA y posteriormente en el ácido DHA y DPA(37,38). Por otra parte, el nivel de los aceites no influyó en la composición del DHA (P>0.05) pero sí en el DPA (P<0.05), el cual fue mayor cuando aumentó el aceite (4%). Los resultados muestran que el ACS aumentó la concentración (P<0.05) del AGP C18:2 ω6 respecto al AAST y AASY en 25 % y 40 % respectivamente, lo que se atribuye al contenido de este ácido en los aceites; el nivel de aceite no modificó (P>0.05) el contenido del C18:2 ω6. La adición del ACS y AAST redujo (P<0.05) el ácido C20:4 ω6 en el huevo y éste fue más alto cuando se adicionó a la dieta AASY, lo que pudo deberse a que este aceite contenía 0.23 % de C18:3 ω3 mientras que el ACS y AAST concentraban este ácido en 7.52 y 6.59 % respectivamente (Cuadro 3) sabiéndose que altas concentraciones de C18:3 ω3 limitan la síntesis del ácido C20:4 ω6, ya que ambos ácidos utilizan la enzima Δ-desaturasa(39) debido a la competencia entre los n-3 y n-6 de las mismas enzimas para su biosíntesis(34,40). Los diferentes aceites y niveles no afectaron el total de AGS y AGM (P>0.05) en el huevo, sin embargo los AGP n-3 y n6 tendieron a disminuir (P<0.05) cuando se suplementó en la dieta AAST (16 y 27 %) y AASY (47 y 38 %) respectivamente. Así también al aumentar el nivel de aceite se incrementó (P<0.05) el contenido de AGP n-3 y n6 (Cuadro 6).

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Los ácidos grasos n-6 y n3 son importantes en la alimentación humana y mantener una proporción n-6/n-3 de 4:1(41,42) es vital, ya que se sabe que los n-3 durante la gestación son componentes estructurales del cerebro y la retina, y ayudan al crecimiento y desarrollo normal del infante(43), mientras que altas cantidades de n-6 promueven enfermedades cardiovasculares, por lo cual un equilibrio adecuado de n-6/n-3 disminuye y previene la obesidad(44), lo que se puede lograr en el huevo cuando se adicionan a la dieta aceites ricos en n-3 como el de linaza(33). Con la adición de los acidulados la relación n-6/n-3 fue menor en el huevo (P<0.05), ya que aunque estos huevos tenían un contenido menor de n-3, también era menor la cantidad de n-6 en relación a los huevos con ACS. Los niveles adicionados no influyeron en la relación n6-/n3. Pardio et al(26) no encontraron diferencias en el contenido de n-6/n-3 al adicionar ACS (11.90) y aceite AAS (13.75).

Costo por kilogramo de huevo

El costo de un kilo de huevo se muestra en el Cuadro 7, observándose que cuando se incluyeron los AAS en la dieta de las aves el costo del huevo disminuyó significativamente (P<0.05; 2.68 y 2.03 % respectivamente), respecto a cuando se agregó al alimento el ACS. Por otra parte, el nivel de aceite que se utilizó produjo diferencias significativas (P<0.05) al aumentar el precio un 1.8 % con el nivel más alto de aceite (4%).

Cuadro 7: Costo de producción de un kg de huevo, por concepto de alimentación Aceite

Costo de un kilo de huevo

ACS AAST AASY EE Niveles (%) 2 4 EE

9.32a 9.07b 9.13b 0.07 9.09b 9.26a 0.04

ACS= aceite crudo de soya; AAST= aceite acidulado de soya T; AASY= aceite acidulado de soya Y. EE= error estándar de la media. ab Los valores en las columnas con letras diferentes difieren significativamente (P<0.05).

Conclusiones e implicaciones

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Se concluye que los aceites acidulados de soya contienen diferentes concentraciones de ácidos grasos y energía metabolizable; sin embargo, al formular dietas para gallinas, son una alternativa como fuente de energía metabolizable en sustitución del aceite crudo de soya, al no afectar las variables productivas y mejorar en calidad del huevo (unidades Haugh). El tipo de aceite y el nivel en el que estos se incluyan en la dieta modifica el perfil de ácidos grasos del huevo. La inclusión de los aceites acidulados a la dieta de las aves disminuye el costo de producción de un kilo de huevo por concepto de alimentación.

Agradecimientos

Esta investigación fue financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4529 Artículo

Fermentación ruminal y producción de metano usando la técnica de gas in vitro en forrajes de un sistema silvopastoril de ovinos de Chiapas, México

Ángel Jiménez-Santiagoa Guillermo Jiménez-Ferrera* Armando Alayón-Gamboab Esaú de Jesús Pérez-Lunac Ángel Trinidad Piñeiro-Vázquezd Samuel Albores-Morenob Ma. Guadalupe Pérez-Escobara Ricardo Castro-Chand

ECOSUR (El Colegio de la Frontera Sur, Unidad SCLC), Departamento de Agricultura, Sociedad y Ambiente. Carr. Panamericana s/n, San Cristóbal de las Casas, Chiapas, México. b

ECOSUR (Unidad Campeche). Campeche, México.

UNACH (Universidad Autónoma de Chiapas), Facultad de Agronomía. Chiapas, México. d

Tecnológico Nacional de México. IT Conkal. Yucatán, México.

ECOSUR (Unidad Tapachula). Chiapas, México.

* Autor para correspondencia: gjimenez@ecosur.mx

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Resumen: Se evaluaron mediante la técnica de producción de gas in vitro, fuentes energéticas locales (melaza, Zea mays L. y Musa paradisiaca L.) sobre la fermentación ruminal y producción de metano de diversos forrajes usados en un sistema silvopastoril con Panicum maximum cv. Tanzania, Gliricidia sepium (Jacq.) y Leucaena leucocephala cv. Cunningham, con ovinos. Se usaron cinco borregos Pelibuey x Katahdin 40 ± 3 (µ±DE) kg como donantes de líquido ruminal. Se analizaron cinco tratamientos (dietas) con diferentes mezclas de follaje de arbóreas y fuentes energéticas en un diseño experimental completamente al azar. M. paradisiaca y Z. mays presentaron los mayores registros de volumen (V) máximo en producción de gas (544 y 467 ml/g-1 MS, respectivamente) (P≤0.05). El follaje de G. sepium y L. leucocephala tuvieron los menores valores de V (253 y 180 ml/g-1 MS, respectivamente) (P≤0.05). La dieta D4 GMP (48 % P. maximum, 30 % G. sepium, 7 % Zea mays, 15 % M. paradisiaca) registro el mayor valor de V. No hubo diferencia (P>0.05) en la producción de metano en las dietas usadas, teniendo un rango de 6.31 a 9.60 de LCH4/kg MSDIG. Se generó un índice de emisión potencial de gases fermentables (IPEGF), el cual sugirió que dietas con carbohidratos de lenta fermentación, contribuyen a un índice más alto de emisión de gases. Por su mejoramiento en la calidad de las dietas y en contribuir en una baja de emisiones de CH4, se sugiere el manejo de arbóreas forrajeras como G. sepium y L. leucocephala, incorporando fuentes energéticas locales. Palabras clave: Mitigación, Cambio climático, Energía, Agroforesteria.

Recibido: 13/06/2017 Aceptado: 29/05/2018

Introducción

Se ha reconocido que la ganadería tiene un papel fundamental en la sobrevivencia de más de 800 millones de pobres en el mundo(1). Sin embargo, la producción animal también contribuye en la degradación de los recursos naturales, la contaminación ambiental y el cambio climático (CC)(2), principalmente por su contribución en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI)(3). La ganadería tropical en América Latina, primordialmente está basada en el pastoreo de pastos naturales e introducidos bajo sistemas extensivos(4), con escasa o nula suplementación, escasa infraestructura y poco capital(5). En este contexto, los sistemas silvopastoriles y el aprovechamiento de árboles y arbustos forrajeros locales, ha sido una opción viable para mejorar los sistemas productivos ganaderos, reducir su impacto ambiental y contribuir en la mitigación de los GEI(6-9).

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En sistemas silvopastoriles, la presencia de proteína en el follaje de árboles de uso múltiple en los géneros botánicos de Leucaena, Gliricidia, Erythrina, entre otros, es rápidamente degradable en el rumen, lo que hace necesario la incorporación de alimentos energéticos para mejorar la eficiencia de la fermentación, sincronía y balance de nutrientes en el rumen(10,11). Por otra parte, los subproductos energéticos comerciales de alta calidad para los sistemas ganaderos que producen carne o leche, tienen un alto costo monetario(12), por lo cual se requiere buscar suplementos basados en recursos locales de fácil acceso y aceptable valor nutritivo(13). Se sabe que en el follaje de muchos árboles forrajeros hay presencia de metabolitos secundarios(14), los cuales tienen la capacidad de mitigar las emisiones de metano entérico en los rumiantes(15,16). Así, hay evidencias que indican que el follaje de árboles forrajeros tienen la capacidad de reducir la población de protozoarios y archaeas metanogénicas(17,18,19), provocando una menor síntesis y producción de CH4 entérico(20). El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de diversas fuentes energéticas locales sobre los parámetros de fermentación ruminal y emisiones de metano usando forrajes de un sistema silvopastoril de ovinos en pastoreo (P. maximum) complementados con follaje de Gliricidia sepium y Leucaena leucocephala.

Material y métodos

Área de estudio

Los materiales para desarrollar este estudio se obtuvieron de un rancho productor de ovinos con manejo silvopastoril en el municipio de Chiapa de Corzo, Chiapas, México (16° 42’ N y 93° 00’ W). La unidad ganadera tiene una altitud de 400 a 450 msnm, con una precipitación promedio anual de 900 mm y con temperatura media anual de 26.0 °C. El suelo predominante es de textura franca, con contenido de materia orgánica de 2.4 %, pH de 7.0 y ligeramente pobre en nitrógeno (0.15 %)(21). La unidad silvopastoril tiene 12 ha y un hato promedio de 55 vientres de ovinos de la raza Pelibuey x Katahadin. Se cuenta con 10 ha para pastoreo con pasto Tanzania (P. máximum) con cercos vivos de L. Leucocephala (Guash= nombre comun), G. sepium (Cocoite= nombre común) y Cordia dentata (Vahl) (Ñanguipo= nombre común). Diversos potreros (3 ha) también tienen árboles de L. Leucocephala en callejones y 7 ha tienen árboles dispersos en las áreas de pastoreo como Enterolobium cyclocarpum (Jacq) y Ceiba pentandra L. Se cuenta con 2 ha de reserva natural de selva baja caducifolia, no se utiliza fertilización química de pasturas, hay manejo rotacional de potreros mediante cercos eléctricos y uso de riego en épocas de estiaje. El destino de los animales es para el mercado de carne de ovinos regional y nacional.

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Análisis químico de los alimentos usados

La determinación de materia seca (MS) de los forrajes y suplementos usados se realizó en una estufa de aire forzado a 55 °C por 48 h (peso constante) según la NOM-116-SSA11994. El contenido de proteína cruda se realizó mediante un método interno (ECOSURET-BR04) con base en la norma NMX-F-608-NORMEX-2002. El contenido de materia orgánica (MO) se evaluó mediante incineración en una mufla a 550 ° C durante 3 h según la norma NMX-F-607-NOMRMEX-2002 y el contenido de fibra detergente neutra (FDN) y fibra detergente acida (FDA) se determinó según lo sugerido por Van Soest(22) usando el procedimiento secuencial, con uso de alpha - amilasa y sin corrección de cenizas en todas las muestras (AOAC)(23). Los taninos condensados se determinaron por el método de vainillina acidificada (solución al 1 % p/v de vainillina en metanol)(24).

Producción de gas in vitro

Se realizó un ensayo de gas in vitro utilizando la metodología de la técnica acumulativa de gas sugerida por Theodorou(25) y Williams(26). Se consideraron seis materias primas y se diseñaron cinco dietas (tratamientos) (Cuadro 1): P. maximum como forraje base (control), G. sepium y L. leucocephala como fuentes de proteína. Melaza, Z. mays y M. paradisiaca (guineo verde) como fuentes energéticas. La formulación de las dietas fueron isoenergeticas e isoproteicas formuladas para cubrir las demandas de ovinos adultos utilizados en la unidad silvopastoril, con un contenido de 2,200 kcal/kg y 14 % de PC. La fermentación in vitro de cada uno de los tratamientos se realizó por triplicado en viales de vidrio color ámbar de 90 ml introduciendo 0.5 ± 0.001 g de sustrato, y se evaluó la fermentación mediante la producción de gas a diferentes tiempos (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 30, 36, 48, 60, 72 h). El manejo de los borregos y la extracción del líquido ruminal se realizó de acuerdo a lo indicado por Alexander y McGowan(27), Blummel y Orskov(28) y bajo las normas de bienestar animal del grupo de investigación en ganadería sustentable de ECOSUR. Para la extracción de líquido ruminal se utilizaron cinco borregas del área experimental con un peso vivo de 40.0 ± 3.0 kg, edades similares y condición corporal de 3.5 promedio. Se extrajeron 300 ml de líquido ruminal por animal por medio de una sonda esofágica para obtener un total 1.5 L. Las muestras se mantuvieron a 39 °C protegidas de la luz solar. El monitoreo de la presión generada en cada vial se realizó con un manómetro analógico (Marca: METRON Mod.63100 rango: 0-1 kg/cm2), y se generaron las siguientes variables de respuesta: volumen máximo de gas (V), tasa de producción de gas (S), fase de retraso (L), volúmenes fraccionales de gas generados durante el ensayo: V8: volumen fraccional de rápida fermentación en las primeras 8 h, V24: volumen generado en la fracción media, entre 8-24 h de fermentación, y V72: volumen generado en la fracción entre 24 a 72 h de fermentación. Se realizaron dos tandas de incubación de forma simultánea, cada tanda comprendía tres repeticiones 301

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(viales) por cada alimento y tratamiento, respectivamente. La primera tanda fue para evaluar la producción de gas total acumulado a 72 h, en cada una de las fracciones fermentables: fracción rápida, fracción media y fracción lenta. En las fracciones fermentables se estimaron tres grupos de carbohidratos fermentables (monosacáridos, almidón y celulosa) de acuerdo a los volúmenes de gas obtenido para los intervalos de tiempo de 0 a 8 (Vf0-8), 8 a 24 (Vf8-24) y 24 a 72 (Vf24-72) horas de incubación. Estos volúmenes se utilizaron para estimar de acuerdo con las ecuaciones de regresión lineal propuestas por Miranda et al(29) : FR=Vf0-8 /0.4266, FM=Vf8-24/0.6152, FL=Vf2472/0.3453) las fracciones de rápidamente, medianamente y lentamente fermentables. Los valores de producción de gas acumulado se ajustaron al modelo de Menke and Steingas(30):

Cuadro 1: Tratamientos y porcentaje de ingredientes usados en el experimento de gas In vitro en Chiapas, México P. maximum

G.sepium

L. leucocephala

M. Paradisiaca

Z. mays

Melaza

100 0

0 100

0 0

L100

100

MP100

100

Z100

100

M100

100

Tratamientos D1LM D2LMP

D3GM

D4GMP

D5GLMPM

Alimentos P100 (control) G100

P100 (control)= P. máximum; G100= G.sepium; L100= L. leucocephala; MP100= M.paradisiaca; Z100= Z. mays; M100= melaza; D1LM= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala, 8% Z. mays, 15% melaza; D2LMP= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala 8% Z. mays, 15% M. paradisiaca; D3GM: 47% P. maximum, 30% G. sepium, 8% Z. mays, 15% melaza; D4GMP= 48% P. maximum, 30% G. sepium., 7% Zea mays, 15% M. paradisiaca; D5GLMPM= 47% P. maximum, 16% G. sepium 17% L. leucocephala. 5% M. paradisiaca., 5%, Z. mays, 10% melaza.

Y= v/ (1+exp (2-4*s*(t-L))), Donde: Y= volumen total de gas producido v= volumen máximo de producción s= tasa constante de producción de gas, t= tiempo, L= fase lag o de retraso. La digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) se obtuvo mediante análisis gravimétricos, tomando en cuenta el peso de la MS inicial y la final obtenida a 24 y 72 h después de iniciada la fermentación, recuperando el material mediante filtrado (200 302

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micrĂłmetros) y secado de material a 65 Â°C hasta peso constante, utilizando la siguiente fĂłrmula: đ?&#x2018;ˇđ?&#x2018;°â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x2018;ˇđ?&#x2018; % đ?&#x2018;Ťđ?&#x2018;°đ?&#x2018;˝đ?&#x2018;´đ?&#x2018;ş = â&#x2C6;&#x2014; đ?&#x;?đ?&#x;&#x17D;đ?&#x;&#x17D;, đ?&#x2018;ˇđ?&#x2018;°

Donde: % DIVMS= porcentaje de digestibilidad in vitro de la materia seca; PI= peso inicial de la materia seca incubada en gramos, PF= peso final de la materia seca incubada en gramos. Con los datos de DIVMS24/72 y volĂşmenes de gases emitidos en la fermentaciĂłn, se generĂł un Ăndice potencial de emisiĂłn de gases fermentables (IPEGF), Este Ăndice hace referencia a la cantidad de gas que puede producir un sustrato por cada gramo de MS o MO fermentada en el rumen(31).

DeterminaciĂłn de la producciĂłn de metano

Con las muestras de la segunda tanda de incubaciĂłn se analizĂł la producciĂłn de CO 2 y CH4 y gases menores durante las primeras 24 horas de fermentaciĂłn. Se realizĂł la separaciĂłn del CO2 por medio de una trampa (frasco de vidrio hermĂŠticamente sellado con tapĂłn de hule y aro de aluminio) que contenĂa 90 ml de hidrĂłxido de potasio (KOH) a una concentraciĂłn de uno molar y una diluciĂłn de 56.10 g de KOH en un litro de agua desionizada de acuerdo a la metodologĂa propuesta por Bartha y Pramer(32) modificada por Miranda(29). Se tomĂł una muestra en viales estĂŠriles y al vacĂo para su posterior anĂĄlisis en cromatografĂa de gases y cuantificar el CH4 por cada sustrato. Para el anĂĄlisis de la producciĂłn de CH4 se utilizĂł un cromatĂłgrafo de gases marca PERKIN ELMER CLARUS 500, Software VersiĂłn 6.3.2.0646, diĂĄmetro de columna 0.530 mm y 50 m de largo, con una temperatura de inyecciĂłn de 35 Â°C. Se analizaron 36 muestras recolectadas durante la fermentaciĂłn in vitro de 24 h, en la segunda corrida de incubaciĂłn, inyectando 20 Âľl de muestra por cada anĂĄlisis. Las concentraciones de CH4 se corrigieron en cada tratamiento restando la producciĂłn de metano promedio de los tres blancos. Para calcular la concentraciĂłn y el efecto de los tratamientos sobre la producciĂłn de CH4 se expresĂł en L de CH4/kg MSDIG.

AnĂĄlisis estadĂstico

Los parĂĄmetros de producciĂłn de gas, DIVMS y producciĂłn de metano se analizaron mediante ANOVA en un diseĂąo completamente al azar. El modelo matĂŠmatico fue:

Yij ď&#x20AC;˝ ď ď&#x20AC;Ť Ti ď&#x20AC;Ť ď Ľ ij

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Donde: Yij= Variable respuesta en la j-ésima repetición (frascos) del i-ésimo tratamiento. μ= es la media global de todos los datos del experimento. Ti = Efecto del tratamiento i.

εij = el error experimental asociado al j sujeto bajo el i tratamiento. Los datos obtenidos de todas las variables de respuesta fueron sometidos a un análisis de varianza(33). Las diferencias entre promedios de los tratamientos se compararon con la prueba de Tukey (P≤0.05) mediante PROC GLM del SAS(34).

Resultados y discusión

El cuadro 2 muestra la composición química de los forrajes, fuentes energéticas y tratamientos (dietas) usados en el presente experimento. El contenido proteico (PC) en el follaje de G. sepium y L. leucocephala fue alto, siendo superior a lo reportado por otros autores(32,33). Como era de esperarse, las fuentes energéticas tuvieron bajos contenidos de PC y FDN. El pasto P. máximum (control) tuvo una buena concentración de PC si se compara con los valores promedio de pastos tropicales, los cuales se encuentran normalmente entre 7 y 9 % de PC. Esta alta concentración de PC en la pastura puede estar asociado a la fertilización natural derivadas de las excretas de los ovinos bajo un manejo de pastoreo controlado. La pastura presentó altos contenidos de FDN y FDA. Se encontraron escasos taninos condensados (TC) en L. leucocephala, comparado con otros estudios(35,36). Esto pudo deberse a la variabilidad en las características del valor nutricional del follaje en árboles forrajeros de la misma especie, debido a condiciones de sitio, manejo, etapa fenológica y particulares del área de estudio(37). El contenido de lignina en L. leucocephala encontrado fue alto, sin embargo esta dentro de los rangos sugeridos por la FAO. La cantidad de lignina presente en la L. leucocephala de este ensayo, afectó directamente su digestibilidad y seguramente los componentes de la ración, reduciendo el aprovechamiento de energía(38,39).

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Cuadro 2: Composición química (g/Kg MS) de los forrajes, fuentes energéticas y tratamientos usados en el experimento de gas in vitro en Chiapas, México MS

Lignina

FDN

FDA

CHO

P. maximum (control)

933

853

124

103

712

490

231

G. sepium

930

889

367

133

353

250

269

L. leucocephala

932

883

261

207

462

308

352

M. paradisiaca

925

953

137

763

Z. mays

866

984

795

Melaza

788

866

600

D1LM

906

874

149

111

481

324

368

D2LMP

926

887

149

111

501

329

392

D3GM

905

876

181

448

307

343

D4GMP

926

888

182

474

317

361

D5GLMPM

914

877

172

105

482

326

349

MS= materia seca, MO= materia orgánica, PC= proteína cruda, FDN= fibra detergente neutra, FDA= Fibra detergente ácida; TC= taninos condensados, CHO= carbohidratos; NA= no analizada. * https://www.feedipedia.org/01/05/2018. ; D1LM= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala, 8% Z. mays, 15% melaza; D2LMP= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala 8% Z. mays, 15% M. paradisiaca; D3GM= 47% P. maximum, 30% G. sepium, 8% Z. mays, 15% melaza; D4GMP= 48% P. maximum, 30% G. sepium, 7% Z. mays, 15% M. paradisiaca; D5GLMPM= 47% P. maximum, 16% G. sepium 17% L. leucocephala. 5% M. paradisiaca, 5%, Z. mays, 10% melaza.

El Cuadro 3 expresa los parámetros de la producción de gas total y sus volúmenes fraccionales a las 8, 24 y 72 h de fermentación. Los tratamientos MP100, Z100 y M100 (M. paradisiaca, Z. mays y melaza, respectivamente) tuvieron los mayores volúmenes de gas producido (544.0, 467.3 y 325.7 ml/g-1 MS) y con diferencias (P<0.05) entre los tres y también con respecto a las dietas (P<0.05). Este comportamiento es propio de los alimentos con carbohidratos como los monosacáridos y almidones(40). Por otra parte, se observó que G. sepium (G100) y L. leucocephala (L100) tuvieron un menor volumen de producción gas (V) y fueron diferentes entre las dos arbóreas (P<0.05). Al respecto, esto pudo deberse a la presencia de metabolitos secundarios (taninos) en la L. leucocephala(40), por la presencia de altos contenidos de lignina en el follaje de ambas arbóreas (111 g/kg MS) o por la naturaleza fibrosa de los follajes, que disminuyen la producción de gas en comparación con dietas con mayores contenidos de carbohidratos(41). Los tratamientos con mezclas energéticas- proteicas, aumentaron significativamente su producción de gas (V) (P< 0.05), observándose el efecto aditivo de los carbohidratos sobre el follaje de la L. leucocephala y G. sepium. Los valores en la tasa de producción de gas (S) fueron similares entre todos los tratamientos, a pesar de haber diferencia estadística (P<0.05). En las Figuras 1 y 2 se observan los comportamientos de la PGIV por hora de los alimentos usados y dietas, respectivamente.

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Cuadro 3: Parámetros de la producción de gas total y sus volúmenes fraccionales en los alimentos y tratamientos usados en el experimento de gas in vitro en Chiapas, México Volúmenes fraccionales (ml g-1 MS )

Parámetros Alimentos P100 (control) G100 L100 MP100 Z100 M100 Tratamientos D1LM D2LMP D3GM D4GMP D5GLMPM

V (ml g-1 MS)

S (ml h-1)

L (h)

V24

V72

266.3de 253.0e 180.8f 544.9a 467.3b 325.7c

0.03ab 0.03ab 0.03ab 0.03ab 0.04a 0.04a

11.2a 9.0b 2.7f 3.7ef 6.2c 2.6f

15.1e 28.7ed 40.6cd 117.7a 44.1cd 71.6b

100.5d 85.9de 63.2e 250.0a 271.2a 166.9b

159.7b 144.8bcd 81.9e 206.4a 194.7a 119.5d

299.8cd

0.03b

4.7cde

51.7c

105.0c

149.9bc

308.9cd 293.6cde 337.4c 292.3cde

0.03ab 0.03ab 0.03ab 0.03ab

5.7cd 4.5de 5.6cd 3.6fe

46.8c 54.0c 52.6c 57.5cb

119.7cd 115.6cd 147.1bc 122.2cd

152.4bc 134.3bcd 151.5cb 128.7cd

V= volumen máximo de producción de gas; S= tasa de producción constante de gas; L= fase Lag ó tiempo de retraso (h); V 8= volumen fraccional generado en la fracción rápida de la fermentación (0-8 h); V24= volumen fraccional de gas (ml.g-1) generado en la fracción media (8-24 h); V72= volumen fraccional de gas generado en la fracción lenta (24-72 h). P100 (control)= P. máximum; G100= G. sepium,L100= L. leucocephala; MP100= M.paradisiaca; Z100= Z. mays; M100= melaza; D1LM= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala, 8% Z. mays, 15% melaza; D2LMP= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala 8% Z. mays, 15% M. paradisiaca; D3GM= 47% P. maximum, 30% G. sepium, 8% Z. mays, 15% Melaza; D4GMP= 48% P. maximum, 30% G. sepium, 7% Z. mays, 15% M. paradisiaca; D5GLMPM= 47% P. maximum, 16% G. sepium 17% L. leucocephala 5% M. paradisiaca, 5%, Z. mays, 10% melaza. abcde

Letras distintas en una misma columna indican diferencias significativas entre tratamientos (α= 0.05).

Figura1: Comportamiento del control y de las materias primas usados en el experimento de gas In vitro en Chiapas, México 80

Alimentos base

Volumen de gas (ml g/ g MS)

P100 (control) G100 L100 MP100 Z100 M100

60 50 40 30 20 10 0 0

Incubacion

(h-1)

P100 (control)= Panicum máximum; G100= Gliricidia sepium, L100= Leucaena leucocephala; MP100= Musa paradisiaca; Z100= Zea mays; M100= melaza de caña.

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Figura 2: Producción de gas in vitro (ml gas/h) de 5 dietas utilizadas en la alimentación de ovinos en un sistema silvopastoril en Chiapas México 50

Tratamientos

P100 (Control) D1LM D2LMP D3GM D4GMP D5GLMPM

Volumen de gas (ml g/h)

40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

12 16 20 24 30 36 42 48 60 72 Incubación (h-1)

P100 (control) = P. máximum; D1LM= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala, 8% Z. mays, 15% melaza; D2LM = 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala 8% Z. mays, 15% M. paradisiaca; D3GM: 47% P. maximum, 30% G. sepium, 8% Z. mays, 15% melaza; D4GMP = 48% P. maximum, 30% G. sepium., 7% Zea mays, 15% M. paradisiaca; D5GLMPM = 47% P. maximum, 16% G. sepium 17% L. leucocephala. 5% M. paradisiaca., 5%, Z. mays, 10% melaza.

Los alimentos como el banano (MP100) y la melaza (M100) inician su fermentación rápidamente, incrementándola durante la fase intermedia de incubación y disminuyendo rápidamente. Sin embargo, en los tratamientos que se encuentran mezclas de forrajes con fuentes energéticas, la producción de gas y tasa de fermentación es más lenta inicialmente, sin embargo en las horas intermedias de incubación, la producción de gas (V) aumenta y se mantiene por más tiempo (Figura 2). Al respecto, se sabe que durante la fermentación el sustrato se hidrata y se coloniza por los microorganismos ruínales, y dependiendo de la cantidad y tipo de carbohidratos presentes, se origina el volumen de gas y su efecto sobre la digestibilidad de la MS(42,43). El Cuadro 4 muestra los resultados en la DIVMS, IPEGF y producción total de CH4. Los forrajes como el P. máximum y la L. leucocephala presentaron la menor DIVMS a las 72 h (50.9 y 29.9 % respectivamente) en comparación de la G. sepium y las dietas diseñadas (P≤0,05). Resalta el valor bajo de la DIVMS de la L. leucocephala respecto a otros estudios realizados bajo condiciones in vitro e in vivo(34,42,43). Esto pudo deberse, como ya se indicó, a que el follaje colectado de la arbórea estuvo en un estado de madurez avanzado y a su contenido alto de lignina. Las DIVMS más altas a las 24 h y 72 h fueron observadas (P≤0,05) en los los alimentos M100 (Z. mays), Z100 (Melaza) y MP100 (M. paradisiaca). Los valores intermedios de DIVMS (P<0.05) se encontraron en los tratamientos-dieta D1LM, D2LMP, D3GM, D4GMP y D5GLMPM, los cuales tuvieron un incremento lineal (Figura 1) , observándose en estas la contribución en la fermentación 307

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y digestibilidad del follaje de G. sepium y L. leucocephala. La inclusión de fuentes energéticas (tratamientos D3GM y D4GMP) permitió una mejor digestibilidad (P≤0,05) en comparación con los tratamientos D2LMP, y P100 y L100 (P≤0,05). Mientras que la digestibilidad encontrada para G. sepium es similar a la reportada en otro trabajo(43). La alta digestibilidad encontrada en las fuentes energéticas (MP100, Z100 Y M100) es debido a su alto contenido de azucares solubles. En este contexto, cuando una dieta es balanceada con altos contenidos de G. sepium y melaza, la digestibilidad y aprovechamiento es mayor debido a la sincronía entre proteína y energía contenida en la dieta(44).

Cuadro 4: CH4 , CO2 , DIVMS, IPEGF y CH4 Total, obtenidos en la fermentación de los tratamientos usados en el experimento de gas In vitro en Chiapas, México Tratamientos

CH4 (%)

CO2 (%)

P100 (control)

22.5bcd

77.5abc

23.2

bcd

abc

30.8

a, b

G100 L100

76.8

69.2

81.9 83.6

33.7f 51.0

28.8

77.0

80.1

CH4 (L CH4/kg MSDIG)

50.9e

791.0a

523.5cd

1.55d

1.68d

1.94d

15.75b

28.59a

60.1

29.9

83.6

87.0

496.8 628.1

bcd

606.6

18.1

Z100

16.4

M100

17.9d

82.1a

92.7a

92.4a

351.4f

352.5f

9.03c

D1LM

31.9a

68.1d

44.4e

56.6d

678.6bc

529.7cd

8.82c

D2LMP

27.0abc

73.0bcd

44.9de

50.9e

690.0b

606.5ab

8.83c

D3GM

24.2abcd

75.8abcd

55.1c

61.9c

533.0de

474.2de

6.32cd

D4GMP

21.9cd

78.1ab

54.5c

61.1cd

619.4bcd

552.1bc

9.60c

D5GLMPM

22.3bcd

77.7abc

51.7c

56.6d

565.5de

516.9cd

6.31cd

708.1 583.6

420.9

MP100

DIVMS 24 DIVMS72 IPEGF/MS IPEGF/MS h 4h 24 h 72 h (%) (%)

cde

652.1 537.2

CH4= metano + gases menores in vitro; CO2= bióxido de carbono in vitro, DIVMS24= digestibilidad in vitro de la materia seca a 24 h, DIVMS72= digestibilidad in vitro de la materia seca a 72 h; IPEGF/MS24= índice potencial de emisión de gas fermentable a 24 h de fermentación; IPEGF/MS72= índice potencial de emisión de gas fermentable a 72 h de fermentación; CH 4= concentración de metano en 24 h de incubación. P100 (control)= P. máximum; G100= G. sepium; L100= L. leucocephala; MP100= M.paradisiaca; Z100= Z. mays; M100= melaza; D1LM= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala, 8% Z. mays, 15% melaza; D2LMP= 47% P. maximum, 30% L. Leucocephala 8% Z. mays, 15% M. paradisiaca; D3GM: 47% P. maximum, 30% G. sepium, 8% Z. mays, 15% melaza; D4GMP= 48% P. maximum, 30% G. sepium, 7% Z. mays, 15% M. paradisiaca; D5GLMPM= 47% P. maximum, 16% G. sepium 17% L. leucocephala 5% M. paradisiaca, 5%, Z. mays, 10% melaza. Letras distintas en una misma columna indican diferencia estadísticamente significativas entre los tratamientos (α= 0.05).

La máxima producción total de CH4 (L/Kg MSDG) fue observada en el maíz (Z100) y banano (MP100) (P≤0,05). Los valores más bajos se obtuvieron con el control (P100), G. sepium (G100) y L. leucocephala (L100), no habiendo diferencias (P>0.05) entre ellos. Los tratamientos que tuvieron mezclas de los alimentos usados, como D5GLMPM, D3GM, D1LM, D2LMP y D4GMP, presentaron valores intermedios (P>0.05). De los tratamientos con dietas mixtas de energía y proteína, la dieta D5GLMPM tuvo el menor 308

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valor de producción de CH4, mostrando la importancia de la inclusión de forrajes asociada entre carbohidratos(45,46). Estos autores resaltan que el tipo de carbohidratos determina la taza de pasaje, afectando la producción de CH4 por gramo de sustrato digerido. El tipo de carbohidrato parece ser un factor determinante en la producción de CH4(47); ya que puede estar mediada por una menor disponibilidad de carbohidratos digeribles(48). También una concentración de 550 g kg-1 MS, se encuentra por arriba de la concentración que afecta negativamente el consumo voluntario y la digestibilidad de los nutrientes en los animales(49). Adicionalmente los follajes de arbóreas y arbustivas contienen baja concentración de fracciones estructurales(44) haciéndolos más susceptibles a la degradación y acción de las bacterias, provocando un aumento de la tasa de pasaje disminuyendo la producción de gas total y por lo tanto una menor producción de CH4 entérico(36,50). La cuantificación de GEI provenientes de la fermentación ruminal y el diseño de índices para evaluar el potencial de contaminación ambiental y diseñar estrategias sustentables de manejo animal, ha sido de interés por agencias de investigación y desarrollo(51,52). El Cuadro 4, muestra que hay una amplia variación (P<0.001) en los IPEGF/MS, tanto a las 24 h como 72 h en los alimentos y tratamientos evaluados. Destaca observar, que los índices más bajos corresponden a M100 y G100 (496. 8 y 420.9 ml.g-1/DIVMS a 24 y 72 h). Los tratamientos con mayor IPEGF fueron MP100, con 708.1 y 652.1 ml.g-1/DIVMS a 24 y 72 h respectivamente. De los tratamientos que incluyen follaje de arbóreas y fuentes energéticas, el menor índice correspondió a la mezcla D3GM. Los datos encontrados sugieren la importancia del tipo de follaje proveniente de árboles forrajeros en asociación con el tipo de carbohidrato, especialmente si este último tiene proceso lento de fermentación, como son los almidones(53).

Conclusiones e implicaciones

Este estudio sugiere que en sistemas silvopastoriles, la combinación del follaje de arbóreas forrajeras con fuentes energéticas locales, especialmente la melaza y bananos, pueden mejorar el valor nutritivo de los forrajes para permitir una mejor respuesta en la producción animal y en la mitigación de gases de efecto invernadero (GEI), como el metano. Así, la combinación de 30 % en MS de follaje de arbóreas como G. sepium y L. leucocephala con fuentes energéticas locales como melaza y banano, contribuir a tener sistemas ganaderos de bajas emisiones de CH4. Por su mejoramiento en la calidad de las dietas para sistemas silvopastoriles y en contribuir en una baja de emisiones de CH4, se sugiere el manejo de arbóreas forrajeras como G. sepium y L. leucocephala, incorporando fuentes energéticas locales. Importante en un futuro hacer estudios de respuesta animal (ganancias de peso) y balance bio-económico, para encontrar viabilidad económicasocial en la adaptación de estas estrategias en un contexto de mejorar la producción animal, contribuir en el bienestar social de los productores y la mitigación de GEI. 309

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Agradecimientos

Se agradece el financiamiento para la investigación bajo el proyecto “Cuantificación de emisiones de metano entérico y óxido nitroso en ganadería bovina en pastoreo y diseño de estrategias para la mitigación en el sureste de México” (SEP-CONACYT CB 2014-1 No. 242541).

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4483 Artículo

Evaluación de métodos nutricionales para reactivar inóculo ruminal preservado analizado a través de cinética de fermentación y digestibilidad de forrajes in vitro María G. Domínguez-Ordóñez a Luis A. Miranda-Romero a Pedro A. Martínez-Hernández a Maximino Huerta-Bravo a Ezequias Castillo-Lopez b*

Universidad Autónoma Chapingo. Departamento de Zootecnia, 56220. Texcoco, Estado de México, México.

Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Medicina Veterinaria y Zootecnia. Cuautitlán, Estado de México, México.

*Autor de correspondencia: ezequias@huskers.unl.edu

Resumen: Se evaluó el efecto del medio de cultivo y tiempo de pre-incubación para reactivar inóculo ruminal preservado, evaluando parámetros de la cinética de fermentación y digestibilidad in vitro de materia seca (DIVMS). En el primer experimento, los tratamientos fueron 1) CONTROL, líquido ruminal fresco; 2) BAJO24, inóculo reactivado pre-incubándolo durante 24 h en una solución base; 3) MODE24, inóculo reactivado pre-incubándolo durante 24 h en una solución base, extracto de levaduras y peptona de caseína; y 4) ALTO24, inóculo reactivado pre-incubándolo durante 24 h en una solución base, extracto de levaduras, peptona de caseína y carbohidratos. En el segundo experimento, los tratamientos fueron 1) CONTROL, líquido ruminal fresco, y 2) ALTO12, similar a ALTO24, pero el inóculo fue pre-incubado durante 12 h. Se realizaron tres réplicas. Se midió el volumen máximo de gas (Vm), la fase lag (L), la tasa de producción de gas (S) y DIVMS usando cuatro substratos. Se analizaron los efectos principales de inóculos y substratos e interacciones. Comparado con el CONTROL, la preservación del inóculo afectó (P<0.01) Vm, L y S. Sin embargo, ALTO24 mejoró (P<0.01) la cinética de fermentación y DIVMS comparado con el tratamiento MODE24 o BAJO24. En el segundo experimento, DIVMS fue menor (P<0.01) para el tratamiento ALTO12 a las 72 315

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h de fermentación comparado con el CONTROL. La alfalfa y el pasto ovillo tuvieron mayor (P<0.01) Vm y DIVMS comparado con el cocuite y el pasto de Guinea. La reactivación del inóculo ruminal preservado por pre-incubación durante 24 h en medio que contiene extracto de levaduras, peptona de caseína y carbohidratos tuvo un desempeño mejor que la pre-incubación por 12 h; sin embargo, la cinética de fermentación y DIVMS no fueron comparables al líquido ruminal fresco. Palabras clave: Digestibilidad del forraje, Fermentación, Preservación, Inóculo ruminal. Recibido: 09/05/2017 Aceptado: 08/03/2018

Introducción Las técnicas in vitro se usan comúnmente para evaluar la fermentación y la digestibilidad de los ingredientes de los alimentos utilizados en las raciones de rumiantes(1,2,3). Sin embargo, la necesidad de animales fistulados para la recolección de líquido ruminal es una limitación importante de estas técnicas(4,5,6). Por lo tanto, la preservación del fluido ruminal podría superar esta limitación, ya que permite el uso del inóculo sin tener que mantener animales donantes(7,8,9). Esto se lleva a cabo utilizando glicerol para minimizar el daño celular microbiano(10,11,12) y mantener la comunidad microbiana(13,14). La reactivación apropiada del inóculo conservado antes de ser utilizado sigue siendo, en gran parte, desconocida. El líquido ruminal liofilizado subestima la fermentación in vitro y la digestibilidad de la materia seca, en comparación con el líquido ruminal fresco cuando se reconstituye en el buffer de McDougall(8). La depresión en los parámetros de fermentación(15) presumiblemente debido al daño celular(8,9) o la muerte microbiana(9) puede explicar esta subestimación. Además, las limitaciones en la disponibilidad de nutrientes como el nitrógeno(16,17) y los carbohidratos(18,19,20) pueden influir en la reactivación, el crecimiento y la actividad de los microbios ruminales. Por lo tanto, recientemente, se ha reconocido que la reactivación de bacterias conservadas es un paso crítico para obtener microorganismos activos, y que las condiciones de reactivación deben optimizarse (21,22,23). Debido a la limitada información sobre estrategias para mejorar la reactivación del inóculo ruminal, se requiere realizar investigación para encontrar un enfoque rentable y práctico. Por lo tanto, los objetivos de este estudio consistieron en evaluar los efectos del medio de cultivo utilizado y el tiempo de incubación necesario para la reactivación adecuada del inóculo ruminal liofilizado. Las variables de respuesta evaluadas se basaron en la cinética de fermentación in vitro y la digestibilidad de la materia seca de alfalfa, pasto ovillo, cocuite y pasto de Guinea. La hipótesis fue que no habría diferencias en la digestibilidad del forraje in vitro y la cinética de fermentación entre el inóculo ruminal fresco y el preservado. 316

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Material y métodos Los experimentos se llevaron a cabo en la Universidad Autónoma Chapingo. Los animales utilizados en los experimentos se manejaron de acuerdo con las directrices y las regulaciones de la Universidad.

Sustratos de fermentación y análisis químico Se utilizaron cuatro especies de forraje comúnmente utilizadas para rumiantes de pastoreo en México como sustratos de fermentación (Cuadro 1): alfalfa (Medicago sativa L.) cv San Miguel, pasto ovillo (Dactylis glomerata L) cv Potomac, cocuite (Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp.) y pasto de Guinea (Panicum maximum Jacq.) cv Tanzania. La alfalfa, el pasto de Guinea y el pasto de ovillo se cortaron a 7 cm por encima del nivel del suelo; sólo las hojas de cocuite se recolectaron a mano de las ramas de varios árboles. Se reunió suficiente material para obtener al menos 1 kg de muestra (base DM) para cada especie de forraje. Las muestras recolectadas se secaron en un horno de aire forzado a 60 ºC durante 96 h; se molieron a través de un tamiz de 1 mm (Wiley Mill, Arthur H. Thomas Co., Filadelfia, PA) y se analizaron para medir el contenido de proteína cruda, ceniza, extracto etéreo(24) (métodos # 976.06; # 942.05; # 920.39, respectivamente). La fibra detergente ácido (ADF)(25), la fibra detergente neutro (NDF) se analizaron sin amilasa estable al calor y se expresaron con la inclusión de ceniza residual(25) y azúcares solubles(26). Cuadro 1: Composición química (g/kg MS) de especies forrajeras utilizadas como sustratos de fermentación Composición química (g/kg MS) Especies Proteína Extracto forrajeras bruta Ceniza etéreo FDA FDNA Azúcares Alfalfa 206 119 11 350 442 41 Pasto ovillo 197 163 26 400 540 35 Cocuite 183 85 24 367 465 47 Pasto Guinea 65 123 5 564 779 29 A

FDA= fibra detergente ácida; FDN= fibra detergente neutra. Se ensayó fibra detergente neutra sin amilasa termoestable y expresada incluyendo ceniza residual .

Recolección, conservación y reactivación de fluidos ruminales Los procedimientos in vitro para cada experimento incluyeron tres repeticiones(27,28). De manera similar a los estudios previos(29), para cada ensayo in vitro se recolectó líquido ruminal fresco de tres carneros criollos adultos fistulados con un peso promedio de 53.0 kg. Los carneros donantes fueron alimentados con una dieta que contenía 80 % de forraje y 20 % de concentrado. Se ofreció alimentación a las 9:00 h y a las 15:00 h todos los días; 317

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se permitió la ingesta ad libitum. Además, se dispuso de agua fresca y limpia ad libitum. Los carneros se equiparon con una cánula ruminal para recoger el fluido ruminal por succión(30). El fluido ruminal recogido se filtró a través de cuatro capas de estopilla y se combinaron volúmenes iguales de fluido ruminal de cada donante para obtener una muestra representativa y evitar variaciones entre animales(31,32,33). Se incorporó 5% (v/v) de glicerol (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) para servir como crioprotector del inóculo ruminal(12,13). Se colocaron alícuotas en recipientes de vidrio estériles de 10 ml. Los contenedores se cerraron herméticamente y se congelaron a -70 ºC durante 3 días. La liofilización se realizó como se describió anteriormente(8) (Labconco Lyph Lock, modelo 195) al vacío (-0.133 mBar), y el inóculo se almacenó hasta su uso posterior. La reactivación del inóculo conservado se realizó mediante la reconstitución de muestras liofilizadas en una solución de cisteína a un volumen igual al del fluido ruminal filtrado original. Esta solución contenía 2.5 g de L-cisteína, 2.5 g de sulfito de sodio y 0.1 mL de resazurina (1%) disuelta en 15 mL de hidróxido de sodio (2N), se agregó agua destilada para hacer un volumen total de 100 mL (Cuadro 2), que sirvió como amortiguador y creó un entorno reducido en los medios, simulando las condiciones reducidas del rumen. El inóculo reconstituido se incubó a temperatura ambiente durante 10 min para permitir la rehidratación, el inóculo reconstituido se transfirió a 100 ml de medio de cultivo y luego se incubó previamente a 39 °C durante 24 o 12 h. El medio de cultivo utilizado y el tiempo de preincubación variaron según el experimento, como se describe a continuación. Cuadro 2: Composición de los ingredientes de los tres medios de cultivo utilizados para la reactivación del inóculo ruminal liofilizado Tipo de inóculo Ingrediente del medio utilizado BAJO 24 MODE 24 ALTO 24 para la reactivación ---------- Cantidad por 100 mL ---------Agua destilada, ml 50 50 50 A Líquido ruminal , ml 29 29 29 Solución de carbonato de sodio 5 5 5 (8%), ml Solución mineral IB, ml 7 7 7 Solución mineral IIC, ml 7 7 7 Solución de cisteínaD, ml 2 2 2 Solución de resazurina 1%, ml 0.10 0.10 0.10 Extracto de levadura, g --0.50 0.50 Peptona de caseína, g --0.50 0.50 Forraje molidoE, g 0.25 0.25 0.25 Glucosa, g ----0.30 Celobiosa, g ----0.30 Almidón, g ----0.25 A

= colado a través de 4 capas de estopilla, centrifugado 2 veces a 13,416 ×g y esterilizado a 15 psi durante 15 min. B = con 6.0 g de potasio hidrógeno fosfato por litro de agua destilada (44). 318

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Con 6.0 g de fosfato de potasio monobásico, 6.0 g de sulfato de amonio, 12 g de cloruro de sodio, 2.45 g de monohidrato de sulfato de magnesio, y 1.6 g de monohidrato de cloruro de calcio por litro de agua destilada(44). D 2.5 g de L-cisteína disueltos en 15 ml de hidróxido de sodio (2N), 2.5 g de sulfuro de sodio y 0,1 ml de rezasurina (1%); el volumen fue llevado a 100 ml; la solución se calentó y se esterilizó mediante autoclave. E Pasto de Guinea molido.

Inóculo ruminal evaluado Experimento 1. Se evaluaron cuatro tipos de inóculo ruminal para las mediciones de cinética de fermentación y DIVMS. Se comparó un fluido ruminal fresco (control) con inóculos liofilizados reactivados por preincubación durante 24 h en 1 de 3 medios de cultivo (Cuadro 2). Específicamente, los tratamientos fueron 1) CONTROL, fluido ruminal fresco; 2) BAJO24, el inóculo se reactivó en un medio que contenía 100 ml de una solución de cultivo basal (compuesta de 50 % de agua destilada, 29 % de líquido ruminal clarificado, 14 % de soluciones minerales I y II, 5 % de carbonato de sodio, 2 % de solución de cisteína) y 0.1 % de resazurina; 3) MODE24, el inóculo reactivado en un medio que contiene 100 ml de la solución de cultivo basal, resazurina al 0.1 %, 0.5 g de extracto de levadura (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) y 0.5 g de peptona de caseína (Bioxon Becton Dickinson, México); y 4) ALTO24, el inóculo reactivado en un medio que contiene 100 ml de una solución de cultivo basal, 0.1% de resazurina, 0.5 g de extracto de levadura (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), 0,5 g de peptona de caseína (Bioxon Becton Dickinson , México), 0.3 g de glucosa, 0.3 g de celobiosa y 0.25 g de almidón. Los medios también incluyeron 0.25 g de forraje de tierra sobre una base de DM (Cuadro 2). Experimento 2. En el segundo experimento se compararon dos tipos de fluido ruminal: 1) CONTROL, fluido ruminal fresco, y 2) ALTO12, inóculo reactivado utilizando un medio descrito previamente para ALTO24. Sin embargo, en este experimento, el inóculo ruminal preservado se reactivó mediante preincubación durante solo 12 h en un intento de encontrar un enfoque más práctico y más rápido para el proceso de reactivación.

Cinética de fermentación y DIVMS En cada experimento, se combinaron inóculos ruminales frescos y reactivados con un agente diluyente que contenía las soluciones minerales reducidas I y II y la solución de cisteína(34) en una proporción de 1: 9 (v/v, fluido ruminal: agente de dilución, Cuadro 2). El CO2 se agregó mientras se añadía el agente de dilución al fluido ruminal, que se mantuvo a 39 ºC. Posteriormente, se determinaron las cinéticas de fermentación y DIVMS de forraje combinando 90 ml de inóculo ruminal diluido con 0.5 g de sustrato de fermentación utilizando botellas de vidrio de 125 ml. La determinación de los parámetros de cinética 319

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de fermentaciĂłn se basĂł en el procedimiento utilizado para la mediciĂłn de gas(35,36). EspecĂficamente, se registrĂł la presiĂłn del gas (kg / cm2) a 1, 2, 4, 6, 10, 14, 18, 24, 30, 38, 48 y 72 h de incubaciĂłn. DespuĂŠs de registrar este valor en cada punto de tiempo, la presiĂłn del gas se restableciĂł a cero. Los valores de presiĂłn se convirtieron despuĂŠs en volumen de gas (ml / g de MS de sustrato); para hacerlo, primero se generĂł una curva estĂĄndar al inyectar volĂşmenes conocidos de CO2. La ecuaciĂłn de esta curva estĂĄndar se generĂł agregando una lĂnea de regresiĂłn lineal, y esta ecuaciĂłn fue: volumen de gas (mL / g de sustrato) = presiĂłn (kg/cm2) * 39.46 + 0, con un R2 de 0.94. Esta curva estĂĄndar se generĂł a temperatura ambiente. El uso de esta tĂŠcnica tambiĂŠn ha sido registrado recientemente por otros investigadores(29). El volumen acumulado de gas en cada punto de tiempo se utilizĂł para estimar los parĂĄmetros de la cinĂŠtica de fermentaciĂłn: volumen mĂĄximo de gas (Vm; mL / g), fase de retraso (L; h) y la tasa de producciĂłn de gas (S; h -1). Esto se realizĂł utilizando un modelo logĂstico descrito por Schofield et al(37): đ?&#x2018;&#x2030;đ?&#x2018;&#x161; (EcuaciĂłn 1) Volumen de gas = 1+đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;Ľđ?&#x2018;?(2 â&#x2C6;&#x2019; 4 Ă&#x2014; đ?&#x2018;&#x2020; Ă&#x2014; (đ?&#x2018;Ąâ&#x2C6;&#x2019;đ??ż))

Donde Vm es el volumen mĂĄximo; S es la tasa de producciĂłn de gas; t es el punto temporal de la mediciĂłn, y L es la fase de retraso. AdemĂĄs de los parĂĄmetros de cinĂŠtica de fermentaciĂłn, la DIVMS de los sustratos se determinĂł a las 24 y 72 h de fermentaciĂłn (DIVMS 24 y DIVMS 72, respectivamente). En cada momento, el contenido de las botellas de fermentaciĂłn correspondientes se filtrĂł a travĂŠs del papel filtro Whatman No. 4. El residuo se secĂł a 100 ÂşC durante 12 h en un horno de aire forzado y se registrĂł el peso seco. Posteriormente, se calculĂł la DIVMS en relaciĂłn con la cantidad de muestra original utilizada.

AnĂĄlisis estadĂstico Se utilizĂł el procedimiento GLM de SAS(38). En cada experimento (n= 3), los valores medios dentro de cada sustrato de fermentaciĂłn se consideraron como la unidad experimental. Dadas las condiciones experimentales controladas, se declarĂł un efecto significativo a P <0.01; este nivel de importancia tambiĂŠn puede contribuir a reducir el riesgo de error de tipo I. Solo cuando la interacciĂłn de primer orden no fue significativa, la separaciĂłn de medias para los efectos principales se llevĂł a cabo mediante la prueba de Tukey; de lo contrario, se realizĂł una separaciĂłn de medias pareada mediante la prueba t. El parĂĄmetro de dispersiĂłn reportado es el error estĂĄndar mĂĄs grande de la media (SEM). Los datos del Exp 1 se analizaron como un diseĂąo experimental completamente al azar con una disposiciĂłn factorial de tratamientos 4Ă&#x2014;4 (4 tipos de inĂłculo y 4 sustratos de fermentaciĂłn). Los datos del Exp 2 se analizaron de acuerdo con un diseĂąo experimental completamente al azar con una disposiciĂłn factorial de tratamientos 2Ă&#x2014;4 (2 tipos de inĂłculo y 4 sustratos de fermentaciĂłn). En ambos experimentos se analizaron los efectos principales del tipo de inĂłculo y el sustrato de fermentaciĂłn. TambiĂŠn se evaluĂł la interacciĂłn del inĂłculo tipo Ă&#x2014; y el sustrato de fermentaciĂłn. El modelo estadĂstico para los anĂĄlisis fue: 320

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Yijk = µ + τi + βj + τβij + εijk Donde: Yijk representa la observación del tratamiento ijk; µ representa la media general; τi representa el inóculo tipo i; βj representa el substrato de fermentación j; τβij representa el efecto de interacción del inóculo tipo i y el substrato de fermentación j; El término residual εijk se asumió como distribuido de forma normal, independiente e idéntica con varianza σ2e.

Resultados Composición química de los forrajes utilizados como sustratos de fermentación La composición química analizada de los cuatro forrajes utilizados se incluye en el Cuadro 1. El pasto de Guinea fue bajo en proteína cruda y alto en contenido de fibra (65.0 y 779.0 g / kg de MS para proteína cruda y NDF, respectivamente); mientras que la alfalfa fue alta en proteína y baja en contenido de fibra (206.0 y 442.0 g / kg de MS para proteína cruda y NDF, respectivamente); el valor de estos nutrientes en pasto de ovillo y el cocuite fue intermedio.

Cinética de fermentación y DIVMS para inóculos reactivados por preincubación de 24 h La Figura 1 ilustra la producción de gas in vitro para el CONTROL y los inóculos reactivados por preincubación durante 24 h. El CONTROL mostró la producción máxima y más rápida de gas en comparación con los otros tratamientos. Incluso con el tratamiento ALTO24, la fermentación se redujo en 50 %, aproximadamente, durante las primeras horas de incubación. Entre los inóculos preservados, ALTO24 registró la mayor producción de gas, seguido del tratamiento MODE24 y del BAJO24. La Figura 2 ilustra la producción de gas para cada substrato de fermentación. La alfalfa tuvo la producción máxima y más rápida de gas en comparación con el resto de los forrajes. El pasto de ovillo tuvo valores intermedios para la producción de gas, y el cocuite y el pasto de Guinea, los valores más bajos.

321

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Figura 1: Producción de gas in vitro para el control y los inóculos preservados y reactivados por pre-incubación durante 24 h en diferentes medios de cultivo.

Producción de gas, ml/g MS

450

CONTROL

BAJO24

MODE24

ALTO24

400 350 300 250 200 150 100 50 0 0

Tiempo de fermentación, horas CONTROL, líquido ruminal fresco; BAJO24, inóculo reactivado por pre-incubación durante 24 h en una solución de cultivo basal; MODE24, similar a BAJO24, pero incluye extracto de levadura y peptona de caseína; ALTO24, similar a MODE24, pero incluye carbohidratos. Testigo: Vm=387.15 mL/g, L=4.06 h, S=0.041 h-1; BAJO24: Vm=266.11 mL/g, L=13.70 h, S=0.018 h-1; MODE24: Vm=288.22 mL/g, L=7.62 h, S=0.023 h-1; ALTO24: Vm=332.83 mL/g, L=8.05 h, S=0.32 h-1.

Figura 2. Producción de gas in vitro de cuatro forrajes cuando se promediaron los valores de líquido ruminal fresco y de los inóculos reactivados por pre-incubación durante 24 h Producción de gas, ml/g MS

400

Alfalfa

Ovillo

Cocuite

Guinea

350 300 250 200 150 100 50 0 0

Tiempo de fermentación, horas Alfafa: Vm=357.90 mL/g, L=5.22 h, S=0.030 h-1; Ovillo: Vm=333.50 mL/g, L=11.77 h, S=0.029 h-1; cocuite: Vm=291.50 mL/g, L=3.83 h, S=0.030 h-1; Guinea: Vm=291.20 mL/g, L=12.20 h, S=0.025 h-1.

Específicamente, la cinética de fermentación, la DIVMS 24 y la DIVMS 72 se vieron afectadas por el substrato de tratamiento y fermentación (Cuadro 3). Independientemente 322

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de la composición de nutrientes del medio utilizado para reactivar el inóculo, hubo una disminución de Vm (P<0.01) cuando se usó inóculo reactivado en comparación con el líquido ruminal fresco, siendo esta diferencia mayor durante las primeras 24 h (Figura 1). Sin embargo, el tratamiento ALTO24 mostró una mayor Vm (P<0.01) en comparación con los tratamientos MODE24 o BAJO24 independientemente del sustrato de fermentación. Además, tanto la alfalfa como el pasto de ovillo tuvieron los Vm más altos (P<0.01) en todos los tratamientos, con un promedio de 345.7 ± 14.40 mL/g. La interacción del tratamiento × sustrato de fermentación fue significativa (P<0.01) para L y S. Específicamente, L fue más alta (P<0.01) para el tratamiento BAJO24 cuando se usó pasto de ovillo o pasto de Guinea como sustrato de fermentación con una estimación de 22.29 h. Sin embargo, no hubo diferencia en la L entre los tratamientos cuando se utilizó cocuite como sustrato de fermentación. Además, S fue menor (P<0.01) para el tratamiento BAJO24 independientemente de los sustratos de fermentación, con un promedio de 0.018 h-1. Sin embargo, S alcanzó los valores más altos (P<0.01) en la mayoría de los sustratos de fermentación cuando se utilizó el CONTROL como inóculo seguido de ALTO24.

323

Rev Mex Cienc Pecu 2019;10(2):315-334

Cuadro 3: Parámetros de la cinética de fermentación (Vm, L y S) y digestibilidad in vitro de la materia seca a las 24 y 72 h (DIVMS24, DIVMS72) para inóculos reactivados mediante pre-incubación durante 24 h Parámetro de fermentaciónA Inóculo

Vm (mL/g)

L (h)

S (h-1)

DIVMS24 (g/kg)

Alfalfa

435.75a

2.80d

0.043a

558.0a

622.0a

100.0

89.7

Ovillo

390.25a

4.89d

0.041ba

538.0a

618.0a

100.0

87.1

Cocuite

346.25a

2.46d

0.044a

466.0ba

508.0dc

100.0

91.7

Guinea

376.35a

6.09dc

0.036cb

398.0c

550.0cb

99.9

72.4

Alfalfa

309.30b

7.31bc

0.019e

432.0cb

590.0b

94.9

73.2

Ovillo

303.20b

20.2a

0.017e

314.0d

624.0a

87.1

50.3

Cocuite

207.85c

2.89d

0.020e

324.0d

454.0e

97.1

71.4

Guinea

244.10c

24.38a

0.016e

180.0f

424.0e

94.0

42.5

Alfalfa

319.45b

5.14dc

0.025d

482.0ba

674.0a

99.1

71.5

Ovillo

307.75b

10.32bc

0.018e

402.0c

636.0a

92.0

63.2

Cocuite

288.80c

4.91d

0.025d

382.0c

516.0c

99.1

74.0

Guinea

236.90c

10.12bc

0.021ed

252.0e

484.0d

96.1

52.1

Alfalfa

367.15a

5.64dc

0.033cb

524.0a

630.0a

99.9

83.2

Ovillo

333.00b

11.68bc

0.039ba

502.0ba

656.0a

99.9

76.5

Cocuite

323.25b

5.04dc

0.030dc

404.0c

512.0c

99.8

78.9

Guinea

307.75b

9.85bc

0.025d

324.0d

554.0b

98.5

58.5

CONTROLy

387.15ª

4.06c

0.041a

490.0a

574.5a

100.0

85.3

BAJO24x

266.11c

13.70a

0.018d

312.5d

523.0b

90.0

59.8

MODE24w

288.22c

7.62b

0.023c

379.5c

577.5a

98.1

65.7

ALTO24v

332.83b

8.05b

0.032b

438.5b

588.0a

99.8

74.6

Alfalfa

357.90a

5.22b

0.030a

499.0a

629.0a

99.8

79.3

Ovillo

333.50a

11.77a

0.029a

439.0b

633.5a

99.3

69.3

Cocuite

291.50b

3.83b

0.030a

394.0c

497.5b

99.8

79.2

Guinea

291.20b

12.61a

0.025b

288.5d

503.0b

98.1

57.4

14.40

1.290

0.0012

10.80

10.50

Inoculum

0.001

Forage

0.001

Inoculum × forage

0.0766

0.001

0.0002

0.0012

0.0001

Substrato

TESTIGO

LOW24

MODE24

HIGH24

Medias inóculo

Medias forraje

EEMB

P-values

DIVMS72 % gas a % DIVMS a (g/kg) 72 h 24h/72h

Vm= volumen máximo de gas; L= fase lag; S= porcentaje de producción de gas. EEM= mayor estandar de la media. a-f Medias en columna con distinta literal son diferentes (P<0.01).

La interacción entre el tratamiento y el sustrato de fermentación fue significativa (P<0.01) para la DIVMS24 y la DIVMS72. Específicamente, cuando se utilizó alfalfa como sustrato de fermentación, la DIVMS24 para los tratamientos MODE24 y ALTO24 fue 324

Rev Mex Cienc Pecu 2019;10(2):315-334

similar (P≥0.1) al CONTROL, con un promedio de 521.3 ± 10.8 g/ kg. Sin embargo, la DIVMS24 para alfalfa fue menor (P<0.01) para el tratamiento BAJO24 en comparación con el CONTROL con estimaciones de 432.0 y 558.0 ± 10.8 g/kg para el tratamiento BAJO y el CONTROL, respectivamente. Igualmente, las DIVMS 72 para los tratamientos MODE24 y ALTO24 fueron similares (P≥0.1) al CONTROL, con un promedio de 642.0 ± 10.5 g/ kg. Sin embargo, la DIVMS72 para alfalfa fue menor (P<0.01) para el tratamiento BAJO24 en comparación con el CONTROL 24, con estimaciones de 590 y 622.0 ± 10.5 g/kg para el tratamiento BAJO24 y el CONTROL, respectivamente. Se observó la DIVMS72 más baja (P<0.01) para el tratamiento BAJO24 cuando se usó cocuite como sustrato de fermentación con un promedio de 439.0 ± 10.5 g/kg. En general, independientemente del sustrato de fermentación, hubo una depresión (P<0.01) en la DIVMS para el tratamiento BAJO24 en comparación con cualquiera de los otros tratamientos.

Cinética de fermentación y DIVMS para el inóculo reactivado por 12 h en preincubación La Figura 3 ilustra la producción de gas in vitro para el CONTROL y el inóculo reactivado por incubación durante 12 h. El CONTROL mostró una producción de gas máxima más rápida y mayor en comparación con el tratamiento ALTO12. La Figura 4 ilustra la producción de gas para cada sustrato de fermentación. La alfalfa mostró la producción máxima y más rápida de gas en comparación con el resto de los forrajes, con cocuite y el pasto de Guinea, que tienen los valores más bajos. Figura 3. Producción de gas in vitro del testigo y del inóculo preservado y reactivado por pre-incubación durante 12 h en un medio de cultivo CONTROL

Producción de gas, ml/g MS

450

ALTO12

400 350 300 250 200 150

100 50 0 0

Tiempo de fermentación, horas CONTROL, líquido ruminal fresco; ALTO12, inóculo reactivado por pre-incubación durante 12 h en una solución de cultivo basal, extracto de levadura, peptona de caseína y carbohidratos. Testigo: Vm=410.80 mL/g, L=5.42 h, S=0.032 h-1; ALTO12: Vm=264.97 mL/g, L=4.29 h, S=0.017 h-1. 325

Rev Mex Cienc Pecu 2019;10(2):315-334

Figura 4. Producción de gas in vitro de cuatro forrajes cuando se promediaron los valores de líquido ruminal fresco e inóculo reactivado por pre-incubación durante 12 h

Alfalfa

Producción de gas, ml/g MS

400

Ovillo

Cocuite

Guinea

350 300 250 200 150 100 50 0 0

Tiempo de fermentación, horas Alfafa: Vm=368.30 mL/g, L=2.13 h, S=0.032 h-1; pasto de ovillo: Vm=352.51 mL/g, L=9.19 h, S=0.033 h1 ; cocuite: Vm=334.16 mL/g, L=3.79 h, S=0.027 h-1; pasto de Guinea: Vm=296.56 mL/g, L=4.31 h, S=0.025 h-1.

Específicamente, la cinética de fermentación, la DIVMS 24 y la DIVMS 72 se vieron afectadas por el sustrato de tratamiento y fermentación (Cuadro 4). El Vm fue mayor (P<0.01) para el CONTROL en comparación con el tratamiento ALTO12, con estimaciones de 410.80 y 264.97 ± 13.050 mL / g, respectivamente. La interacción del tipo de inóculo × sustrato de fermentación fue significativa para L (P<0.011); el pasto de ovillo y la alfalfa incubados en el tratamiento ALTO12 tuvieron la mayor y menor (P <0.01) L, respectivamente, con estimaciones de 12.4 y 0.07 ± 0.700 h -1 para pasto de ovillo y alfalfa. Asimismo, se detectó una interacción (P<0.01) para S; la alfalfa incubada en el CONTROL y el cocuite incubado en el tratamiento ALTO12 tuvieron la mayor y menor S, respectivamente; con estimaciones de 0.047 y 0.013 ± 0.007 h-1 para alfalfa y cocuite. Independientemente del tipo de forraje, la DIVMS 24 fue mayor para el CONTROL en comparación con el tratamiento ALTO12, con estimaciones de 520.6 y 374.3 ± 12.70 g/kg, respectivamente. Hubo una interacción de tipo de inóculo x sustrato de fermentación (P<0.01) para la DIVMS72, alfalfa y pasto de ovillo incubados en el CONTROL tuvieron la mayor DIVMS72, y cocuite y el pasto de Guinea tuvieron los valores más bajos de DIVMS72.

326

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Cuadro 4: ParĂĄmetros de fermentaciĂłn, cinĂŠtica (Vm, L and S) y digestibilidad in vitro de la materia seca a 24 y 72 h (DIVMS24, DIVMS72) para inĂłculos reactivados 12 h preincubaciĂłn

InĂłculo

Testigo

ALTO12

Medias de inĂłculo Medias de forraje

Substrato

DIVMS24 DIVMS24 (g/kg) (g/kg)

% gas a % DIVMS a 24 h 72 h

Alfalfa Ovillo Cocuite Guinea Alfalfa Ovillo Cocuite Guinea

457.33d 409.96c 400.80c 375.10b 279.26a 295.06a 267.53a 218.03a

4.19b 6.14b 4.36b 7.00b 0.07a 12.24c 3.23ab 1.63ab

0.047f 0.042e 0.041e 0.034d 0.017b 0.024c 0.013a 0.015ab

625.3a 594.6a 463.9b 398.6c 461.3b 407.9b 350.6c 278.6d

673.3d 678.6d 573.3b 551.9b 619.9c 657.3d 478.6a 459.9a

100.0 100.0 100.0 99.9 94.7 97.7 82.9 90.2

92.9 87.6 80.9 72.2 74.4 62.1 73.3 60.6

Testigo

410.80b

5.42

0.041b

520.6a

619.3b

100.0

84.1

ALTO12

264.97a

4.29

0.017a

374.3b

553.9a

93.1

67.6

Alfalfa Ovillo Cocuite Guinea

368.30b 352.51b 334.16b 296.56a 13.050 0.0001 0.0003

2.13a 9.19c 3.79ab 4.31b 0.700 0.0359 0.0001

0.032 0.033c 0.027b 0.025a 0.0007 0.0001 0.0001

543.3a 501.3a 407.3b 338.6c 12.70 0.0001 0.0001

646.6b 667.9b 525.9a 505.9a 7.80 0.0001 0.0001

99.9 99.8 99.5 99.2

84.0 75.1 77.4 66.9

0.1200

0.0001

0.0295

0.0006

EEMB P-values

ParĂĄmetros de fermentaciĂłnA Vm L (h) S (h-1) (mL/g)

InĂłculo Forraje InĂłculo Ă&#x2014; forraje

Modelo para producciĂłn de gas, Schofield et al. (1994): Volumen de gas =

đ?&#x2018;&#x2030;đ?&#x2018;&#x161; 1+đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;Ľđ?&#x2018;?(2 â&#x2C6;&#x2019; 4 Ă&#x2014; đ?&#x2018;&#x2020; Ă&#x2014; (đ?&#x2018;Ąâ&#x2C6;&#x2019;đ??ż))

Donde Vm = valor mĂĄximo de gas; L= fase lag, S= tasa de producciĂłn de gas. B

EEM= mayor estĂĄndar de la media reportado.

a-f: Medias en columna con distinta literal son diferentes (P<0.01).

DiscusiĂłn Muestreo de lĂquido ruminal y el uso de glicerol como crioprotector

Los estudios(31,32,33) han encontrado diferencias en los patrones de fermentaciĂłn in vitro entre el fluido ruminal de diferentes donantes. La fuente de lĂquido ruminal puede influir en los ensayos de fermentaciĂłn y digestibilidad in vitro(31,39). Las diferencias en los patrones de fermentaciĂłn entre los animales observados por esos investigadores pueden atribuirse parcialmente a las diferencias en la composiciĂłn de la comunidad bacteriana establecida entre los animales huĂŠspedes(40,41). Por lo tanto, en el presente estudio, las muestras de lĂquido ruminal de tres donantes se agruparon para obtener una muestra representativa para evitar el sesgo debido a la fuente de lĂquido ruminal. El uso de glicerol mejora la preservaciĂłn de la comunidad bacteriana ruminal(12,13,14). Los beneficios del glicerol pueden explicarse por la vitrificaciĂłn perifĂŠrica que brinda 327

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protección a las membranas citoplásmicas bacterianas del daño potencial que puede causar la formación de cristales de hielo(42). Específicamente, el glicerol penetra en las células, lo que puede protegerlas de los daños al mantener un estado semifluido(43,44). En consecuencia, el uso de glicerol no solo protege la integridad y la viabilidad de las células bacterianas ruminales, sino que también puede prevenir la degradación del ADN microbiano(13). La cinética de la fermentación in vitro y la DIVMS revelaron diferencias entre el líquido ruminal fresco y el liofilizado. Cuando se comparó con el líquido ruminal fresco, se observó la mayor depresión en los parámetros cinéticos de fermentación cuando los inóculos liofilizados se reactivaron en medios sin azúcares ni promotores del crecimiento. Estas observaciones concuerdan con otros estudios(15), que indican una depresión en los parámetros de fermentación con inóculos congelados, lo que puede explicarse por una disminución en la actividad microbiana debido a la muerte microbiana o la limitación de nutrientes(9). Además, los investigadores han informado(8) que las tasas de degradación de proteínas con microorganismos ruminales preservados fueron de 4 a 8 veces más lentas que cuando se usa líquido ruminal fresco. Además, el uso de inóculo conservado por congelación afecta los parámetros de fermentación durante las primeras horas de fermentación(30), y la ultracongelación puede representar un método de conservación mejor en comparación con la congelación a –20 ° C. En consecuencia, de acuerdo con informes recientes, la reactivación de bacterias conservadas es uno de los pasos más críticos para obtener microorganismos activos y efectivos para los ensayos de fermentación in vitro(21,22,23). En este estudio, en comparación con el líquido ruminal fresco, los efectos negativos de la liofilización sobre la cinética de la fermentación y la DIVMS fueron menos graves cuando los inóculos ruminales se reactivaron en un medio rico en nutrientes que incluye una solución de cultivo basal, promotores del crecimiento y azúcares. Estas observaciones indican que los promotores del crecimiento como el extracto de levadura y la peptona de la caseína y los carbohidratos como la glucosa, la celobiosa y el almidón aumentan la reactivación de los microorganismos ruminales, mejorando así la fermentación in vitro. La necesidad de extracto de levadura en el medio para una reactivación bacteriana adecuada y el crecimiento puede atribuirse a la ausencia de los genes para la síntesis de algunos aminoácidos proteinogénicos como la arginina y la asparagina en el genoma de algunas especies de bacterias ruminales(45,46), lo que indica que estos aminoácidos contenidos en el extracto de levadura deben incluirse en el medio. Además, la peptona de la caseína y los carbohidratos proporcionan una reactivación, crecimiento y actividad microbiana adecuada y estimulada por la energía y el nitrógeno fácilmente disponibles(19,47). Es interesante observar los diferentes patrones (producción de gas en diferentes puntos de tiempo) entre las curvas de fermentación, lo que sugiere que diferentes poblaciones microbianas pueden actuar sobre los sustratos en cada punto de tiempo de fermentación. Investigación futura en el tema debe tener como objetivo evaluar los cambios en la estructura de la comunidad microbiana(48,49) utilizando técnicas como

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la secuenciación de ADN de alto rendimiento(50,51,52), que permite una evaluación amplia del perfil de la comunidad microbiana de los niveles taxonómicos de mayor a menor. Se ha encontrado que, en comparación con el fluido ruminal fresco, la digestibilidad de la alfalfa disminuyó 17.63% cuando se usó inóculo congelado o inóculo liofilizado reactivado por 24 h de preincubación en la solución de McDougall(9). En contraste con observaciones anteriores(9), en el presente estudio, la DIVMS 72 no se vio afectada cuando se usó inóculo liofilizado reactivado por 24 h de preincubación en un medio rico en nutrientes; lo que indica que, en comparación con el uso de la solución de McDougall, usar un medio rico en nutrientes que contenga una gama más amplia de nutrientes constituye un mejor enfoque para estimular la reactivación y la actividad de los microorganismos ruminales. Cuando se promedió a través de sustratos de fermentación (es decir, alfalfa, pasto ovillo, cocuite y pasto de Guinea), la DIVMS para cualquiera de los inóculos reactivados resultó afectada negativamente, en comparación con los valores obtenidos con el control. Sin embargo, dentro de los inóculos liofilizados, la reactivación mediante preincubación de 24 h en un medio rico en nutrientes mostró el mejor rendimiento. Además, cuando el inóculo se reactivó 12 h antes de la incubación, los valores de DIVMS fueron más bajos en comparación con el líquido ruminal fresco del control. Es importante tener en cuenta que, a las 72 h de fermentación, todos los forrajes, excepto el cocuite, alcanzaron casi 100% del gas total producido. Esto indica que las tasas de fermentación de 72 h no son adecuadas para medir la efectividad de los tratamientos, lo que también sugiere que un mejor enfoque sería medir las tasas de fermentación y el DIVMS a las 24 o 48 h de fermentación.

Efecto del sustrato de fermentación sobre la cinética de fermentación y DIVMS El uso de sustratos de fermentación con una amplia gama de composición de nutrientes facilitó la evaluación de nuestra hipótesis en diferentes escenarios. En general, los resultados revelaron que los forrajes de zonas templadas, a saber, alfalfa y pasto de ovillo, tenían un mayor Vm y una mayor DIVMS en comparación con sus contrapartes de las regiones tropicales. Estas observaciones probablemente se debieron a las diferencias en los componentes estructurales de la pared celular de la planta que existen entre los forrajes de zonas templadas y los de las zonas tropicales(53). Por otro lado, se han sugerido fuentes de inóculo alternativas para las fermentaciones in vitro. Una de estas fuentes son las heces de rumiantes; sin embargo, los resultados han sido inconsistentes. Por ejemplo, se ha demostrado que el inóculo fecal es eficaz para los estudios de producción de gas in vitro(54); sin embargo, el inóculo fecal de ovejas no fue comparable con el líquido ruminal fresco cuando se evaluó la digestibilidad de la materia seca in vitro(55). Además, otros estudios han revelado que el inóculo fecal no funciona tan bien como el líquido ruminal en las técnicas de fermentación in vitro(55,56), lo que puede 329

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deberse a diferencias en las poblaciones bacterianas entre el rumen y el tracto gastrointestinal inferior(57).

Conclusiones e implicaciones La cinética de la fermentación in vitro y la DIVMS se vieron afectadas por la liofilización del líquido ruminal. En la mayoría de los casos, los parámetros de fermentación Vm, L y S se afectaron negativamente cuando se utilizó el inóculo ruminal liofilizado. Sin embargo, cuando se añadió glicerol al inóculo ruminal liofilizado y se reactivó durante 24 h en un medio rico en nutrientes previo a la incubación, incluidos los promotores del crecimiento y los azúcares, los efectos negativos de la liofilización en la cinética de la fermentación in vitro y la DIVMS fueron menos graves. Como se esperaba, la alfalfa y el pasto de ovillo tuvieron un mayor Vm y una mayor DIVMS en comparación con el cocuite y el pasto de Guinea. Los resultados presentados en este estudio proporcionan nuevos conocimientos sobre la reactivación del inóculo ruminal preservado, así como su utilización en ensayos de fermentación y digestión in vitro para laboratorios con acceso limitado a animales fistulados o líquido ruminal fresco. Investigaciones futuras deberían explorar los cambios en las poblaciones microbianas del rumen durante las fermentaciones in vitro utilizando la secuenciación de ADN de alto rendimiento para comprender cómo los cambios en los perfiles microbianos conducen a los diferentes patrones observados entre las curvas de fermentación.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4569 Artículo

Respuesta productiva y económica del reemplazo parcial de mazorca de maíz quebrado con maíz molido o melaza para vacas de doble propósito Isela G. Salas-Reyes a Carlos M. Arriaga-Jordán b Julieta G. Estrada-Flores b Anastacio García-Martínez a Rolando Rojo-Rubio a José F. Vázquez Armijo a Benito Albarrán-Portillo a*

Universidad Autónoma del Estado de México. Centro Universitario UAEM. Temascaltepec. Km 67.5 Carretera Toluca-Tejupilco, Temascaltepec. 51300. Estado de México. México. b

Universidad Autónoma del Estado de México. Instituto de Ciencias Agropecuarias y Rurales. Estado de México. México.

*Autor de correspondencia: balbarranp@gmail.com

Resumen: El propósito fue evaluar el efecto del remplazo parcial de mazorca de maíz quebrado con maíz molido (MM) o con melaza de caña de azúcar (MCA) en suplementos para vacas de doble propósito. Dieciocho (18) vacas multíparas (414 ± 13 kg de peso vivo, y 106 ± 32 días en lactación) se asignaron al azar a los tratamientos: 1) suplemento testigo (ST) 87% de mazorca de maíz quebrado (MMQ), 11% pasta de soya y 2% urea; 2) reemplazo de 20% de MMQ con 20% maíz molido (MM); 3) reemplazo de 18% de MMQ por melaza (MCA). Cada vaca recibió 5 kg/día en base materia seca (MS) de suplemento, mientras que sus becerros recibieron 1.8 kg/día base MS del suplemento testigo. El experimento duró 11 semanas y los datos se registraron una vez por semana. Se utilizó un modelo mixto de SAS en un diseño completamente aleatorio. Se determinaron márgenes netos de 335

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ganancia de leche y carne (kilos de becerro destetado) mediante presupuestos parciales. No hubo diferencias (P>0.05) entre los tratamientos sobre la composición de la leche, la condición corporal ni el aumento de peso diario de las vacas y terneros. Sin embargo, en comparación con el MM, el ST mostró mayor (9.0 %, P<0.05) ingesta de materia seca, y MCA mostró mayor producción de leche (18.6 %, P<0.05). No existieron diferencias significativas (P>0.05) en las demás variables de respuesta. Los márgenes combinados de ganancias netas (ventas de leche y terneros), fueron 9 % mayores para el tratamiento con MCA en comparación con el resto de los suplementos. Palabras clave: Leche, Carne, Pardo Suizo, Pastos Tropicales, Suplementación energética.

Recibido: 05/08/2017 Aceptado: 30/04/2018

Introducción La producción de bovinos de doble propósito (BDP) en las regiones tropicales de México y América Latina se basa en la utilización de los recursos locales tales como pastos, arbustos y árboles en manejo extensivo. En el suroeste del estado de México, así como en la mayoría de las regiones tropicales de México, el ganado se alimenta exclusivamente de forrajes bajo pastoreo extensivo durante la temporada de lluvias. Durante la temporada seca (de diciembre a mayo), la disponibilidad y la calidad nutricional de los forrajes disminuye considerablemente. A fin de minimizar el impacto de la baja disponibilidad de forraje y la disminución de su calidad, los productores suministran a su ganado cantidades variables de suplemento (5 a 9 kg de MS/vaca/día)(1). La decisión de los granjeros sobre la cantidad de suplemento que ofrecen a cada vaca, y sobre cuándo iniciar la suplementación durante la temporada seca depende de la disponibilidad de forraje en los pastizales. La segunda mitad de la temporada de secas (de marzo a mayo) es la más crítica para los granjeros, ya que el forraje escasea en los pastizales, por lo que los granjeros usan suplementos para sostener la producción animal(1,2). Se ha señalado la energía metabolizable como uno de los principales obstáculos para la producción ganadera bajo condiciones tropicales, debido al escaso valor nutritivo de los forrajes (principalmente por su alto contenido de fibra)(3). Los suplementos representan entre el 50 y el 70 % de los costos de producción de la leche y la carne. Debido a la suplementación, los costos de producción de leche aumentan un 22 % en la temporada de secas, en comparación con la temporada de lluvias, reduciendo los márgenes de ganancias, ya de por sí débiles(1,2).

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A fin de mantener los costos de los suplementos lo más bajo posible, las mazorcas de maíz que se producen y cosechan en la granja se quiebran, en lugar de molerse, a fin de reducir el coste de procesamiento. Sin embargo, la digestibilidad total de mazorca de maíz quebrado es menor (87.6 %), en comparación con el maíz molido (91.7 %)(4). Con frecuencia, grandes partículas de maíz no degradadas aparecen en las heces, lo cual representa un desperdicio y un uso ineficiente de este recurso. El almidón de maíz es la fuente más común de energía para las vacas lecheras y se degrada a razón de entre 4 y 6.4 %/h. Las fuentes de carbohidratos con índices de degradación más rápidos que el maíz pueden mejorar las condiciones del rumen, dando como resultado una mejor respuesta productiva de los animales a la suplementación(5). La melaza de caña de azúcar es una fuente de energía fácilmente digerible, que ha sido utilizada en suplementos para el ganado vacuno que se alimenta de pastos de baja calidad en regiones tropicales(6,7,8). Sin embargo, pese a su disponibilidad y a su costo relativamente bajo, los granjeros de la región de estudio no incorporan este recurso en los suplementos para su ganado. La inclusión de melaza de caña de azúcar en los estudios in vitro mejora la digestibilidad de la fibra en una combinación de pasto estrella (Cynodon nlemfuensis) y Leucaena leucocephala; mientras que la inclusión del grano de maíz in vitro aumenta la producción de ácidos grasos volátiles(9). Además, la adición de melaza de caña de azúcar a los suplementos basados en el ensilado del maíz mejoró las tasas de crecimiento de las novillas bajo condiciones tropicales, reduciendo al mismo tiempo los costos de producción(6). El objetivo de este experimento fue evaluar la respuesta productiva y económica a la sustitución parcial de la mazorca de maíz quebrado (suplemento testigo) con maíz molido (MM) (20 % de inclusión), o a la inclusión de melaza de caña de azúcar (MOS) (18 % de inclusión), en los suplementos ofrecidos a vacas Pardo Suizo de doble propósito bajo pastoreo durante la temporada de secas en una región subtropical de México.

Material y métodos Descripción de la zona El estudio se realizó en una granja experimental de doble propósito en el Estado de México, situada en las coordenadas 19° 04 '48" N y 100° 13' 18" O, a una altitud de 1,470 m. El clima es subtropical (cálido sub-húmedo), con una temperatura media anual de 23 °C y una precipitación media anual de 1,115 mm.

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Granja experimental La granja participante tiene las características típicas de TS de la región. Los recursos, la gestión y las características socioeconómicas ya han sido descritos(1). En pocas palabras, la granja produce leche durante todo el año, y la leche y las ventas de terneros representan el 42 % y el 44 % de los ingresos anuales, respectivamente. Los ingresos derivados de la producción diaria de leche cubren los gastos diarios de operación de la granja y las necesidades económicas de la familia. Los terneros son vendidos a la edad de 18 meses, generalmente al final de la temporada de lluvias. La extensión de tierras de la granja donde pasta el ganado durante todo el año es de 100 ha, con el perímetro vallado y sin subdivisiones. Normalmente se mantienen como un solo rebaño alrededor de 35 vacas de ordeña y sus terneros y un toro, mientras que los remplazos se mantienen en una ubicación diferente. El ganado se alimenta exclusivamente de forraje durante la temporada de lluvias, y sólo recibe suplementación de minerales. Durante la temporada de secas, las vacas se complementan con una mezcla de maíz quebrado y harina de soya (~5 kg/vaca/día).

Animales y manejo A dieciocho (18) vacas Pardo Suizo multíparas (con un peso de 414 ± 13 kg y 106 ± 32 días de leche) se les asignó aleatoriamente uno de tres tratamientos (seis vacas por tratamiento). Las vacas participantes en el experimento pastaron junto con el resto del rebaño. La carga animal fue de 0.25 unidades animales (UA) por hectárea. Las vacas tuvieron acceso a agua y a minerales a libre acceso. Se ordeñó manualmente a las vacas una vez al día, desde las 0700 hasta las 0900 horas. Antes de la ordeña, se permitió al becerro mamar durante unos segundos la primera leche, para hacerla bajar, y después se lo ató al cuello de la vaca hasta el final de la ordeña. Posteriormente, los becerros mamaron la leche residual y permanecieron con sus madres en las zonas de pastoreo hasta las 1400 h. Después de haber sido separados de sus madres, los terneros permanecieron en un potrero diferente hasta la mañana siguiente, donde pastorearon en potreros de características similares a los de las vacas. Los terneros recibieron 1.8 kg MS/día de GM suplemento (Cuadro 1), y tuvieron acceso a agua y a una mezcla de minerales a voluntad.

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Cuadro 1: Ingredientes y composición química de los suplementos testigo (ST), maíz molido (MM) y melaza de caña de azúcar (MCA) (g/kg MS) ST

MCA

SEM

Composición de los ingredientes: Mazorcas maíz quebrado

866

696

693

Harina de soya

111

107

Maíz molido

200

Melaza Urea

177 23

Materia seca

873

870

849

4.1

Proteína bruta

124

113

119

14.4

Fibra detergente neutro

379

218

214

2.7

Fibra detergente ácido

55.7

63.0

48.9

0.6

Lignina

11.0

11.5

11.4

8.5

DMS

903

908

940

5.2

DMO

895

901

933

11.3

DFDN

792

715

809

3.2

EM, MJ/kg MS

14.1

14.6

16.1

Solubles (a)

59.8

46.5

68.1

Tasa de solubles (0-1).

0.098

0.128

0.153

Insolubles (b)

256.8

274.2

255.7

Tasa de insolubles (0-1).

0.062

0.067

0.065

Retardo (h)

5.8

5.5

4.2

Composición química:

DMS= digestibilidad de la materia seca; DMO= digestibilidad de la materia orgánica; DFDN= digestibilidad de la fibra detergente neutro; EM= energía metabolizable.

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A partir de un estudio previo (inédito), los becerros consumieron en promedio 3.0 kg de leche, calculados mediante las diferencias de peso antes de amamantamiento (ordeña de las 0900 h) y después de ser apartados de sus madres (1400 h). El manejo de las vacas y becerros durante el experimento fue mínimo para evitar el estrés en los animales, y no interferir con las actividades diarias del granjero. Por lo tanto, se pesó a las vacas y a los becerros una vez a la semana.

Tratamientos El suplemento testigo (ST) fue a base de mazorca de maíz quebrado (MMQ) (hoja, granos y olote) (86.6 %), complementadas con harina de soya (11.1 %) y urea (2.3 %). En el primer suplemento experimental se remplazó parcialmente la mazorca de maíz quebrado con un 20 % de maíz molido para formar el suplemento de maíz molido (MM). Para el segundo suplemento experimental se remplazó la misma proporción de mazorca de maíz quebrado con 18 % de melaza (MCA). El Cuadro 1 muestra los ingredientes y composición química de los suplementos. Las vacas del experimento recibieron individualmente su suplemento asignado (5 kg de MS/vaca/día) durante la ordeña, en una bolsa de tela atada a su cuello. Todas las vacas consumieron el suplemento completo. El experimento comenzó el 19 de febrero y concluyó el 8 de mayo de 2015. Antes del inicio, las vacas pasaron un periodo de una semana de adaptación a los suplementos. Posteriormente, el experimento se realizó durante las siguientes 11 semanas (periodos experimentales).

Producción de leche y su composición La producción de leche se registró en el último día de cada semana. Después de la ordeña se pesó a las vacas y a los becerros. La calificación de la condición corporal (CCC) de vacas se determinó según una escala de puntuación de 1 a 5. La composición de la leche (grasa, proteína y lactosa g/kg) se determinó dentro de las 2 hs después de la ordeña en el día del registro con un analizador portátil de la composición de la leche por ultrasonido. Posteriormente se determinó en el laboratorio el nitrógeno ureico en la leche (NUL) por colorimetría enzimática.

Muestreo y análisis químico del alimento Las variables de la pastura se determinaron cada dos semanas (semanas 1, 3, 5, 7, 9 y 11). La masa de herbácea disponible (MHD) (kg MS ha/día) se determinó mediante la colocación de seis cuadrantes (de 0.25 m2) adyacentes a un área donde las vacas pastaban en el momento del muestreo. La masa de forraje (MH) dentro de los cuadrantes fue recortada a nivel de suelo con tijeras de esquila para determinar la MHD en las áreas de

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pastoreo. Se tomĂł de los cuadrantes una muestra de 25 g, los cuales fueron separados en materia viva y materia muerta, y se pesĂł cada una de ĂŠstas. Se determinaron las siguientes variables de la pastura (kg MS/ha): la masa de forraje disponible (MHD) y sus correspondientes cantidades de hoja (CH), de tallo (CT), de materia muerta (CMM) y de materia viva (CMV). La materia verde se considerĂł como materia viva, y la materia no verde, como materia muerta. La CH y la CT se calcularon a partir de las muestras de 25 g recolectadas de cada cuadrante separando las hojas de los tallos y pesando unos y otras por separado. Por Ăşltimo, se tomĂł una muestra compuesta de los seis cuadrantes (100 g) por semana para determinar la composiciĂłn quĂmica de las pasturas. Se tomaron muestras de los suplementos en dos dĂas consecutivos al final de cada semana, a fin de determinar la composiciĂłn quĂmica de una muestra compuesta. Las muestras de alimento se secaron a 60 Â°C hasta que alcanzaron un peso constante a fin de determinar la MS. TambiĂŠn se analizĂł su contenido de ceniza y proteĂnas brutas (PB) mediante el mĂŠtodo micro Kjeldahl(10). Se determinaron los contenidos de fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ĂĄcido (FDA) y lignina detergente ĂĄcido (LDA) mediante el mĂŠtodo ANKOM(11). Se calculĂł la EM de los suplementos y de la pastura utilizando los valores de DMO a partir de la producciĂłn de gas in vitro, utilizando la siguiente ecuaciĂłn(12): EM (MJ/kg MS) = (DMO) (0.0157) Donde: EM= energĂa metabolizable (MJ/kg MS); DMO= digestibilidad de la materia orgĂĄnica (g/kg MS). La digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS), la digestibilidad de la materia orgĂĄnica (DMO) y la digestibilidad de la FDN (DFDN) se determinaron utilizando la tĂŠcnica de producciĂłn de gas in vitro. Las fracciones de degradaciĂłn a, b y L del forraje se calcularon segĂşn la siguiente ecuaciĂłn(13): đ?&#x2018;Ś = đ??´ {1 â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;Ľđ?&#x2018;?â&#x152;&#x2C6;â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;? (đ?&#x2018;Ą â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2021;) â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;?(â&#x2C6;&#x161;đ?&#x2018;Ą â&#x2C6;&#x2019; â&#x2C6;&#x161;đ?&#x2018;&#x2021;)â&#x152;&#x2030;} Donde: y = producciĂłn de gas acumulativa (mL); t = el tiempo de incubaciĂłn en horas; A = la asĂntota del total del gas producido (mL/g MS); b= la constante de gas producido por hora; c= una constante, y T= un lapso de retardo en horas en el que los microorganismos colonizan el sustrato e inician la fermentaciĂłn.

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La tasa de fracciones de degradaciĂłn (Âľ) se calculĂł utilizando la siguiente ecuaciĂłn(13): c

Âľ = b + đ?&#x153;&#x2021; = b + 2 â&#x2C6;&#x161;đ?&#x2018;Ą , đ?&#x2018;Ą â&#x2030;Ľ đ?&#x2018;&#x2021;

Ingesta de materia seca de forraje La ingesta de material seca de forraje por las vacas se estimĂł de manera indirecta con base en el rendimiento de los animales, calculando las necesidades de energĂa de los alimentos de las vacas de ordeĂąa y su contenido de EM segĂşn un anĂĄlisis quĂmico(14). Ingesta de material seca de forraje (kg/dĂa) =

đ??¸đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x161;+đ??¸đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2122;+đ??¸đ?&#x2018;&#x20AC;đ??żđ?&#x2018;¤+đ??¸đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;? EM del herbaje

donde MEm, EMpl y EMpv son las necesidades estimadas de EM para la manutenciĂłn, la producciĂłn de leche y el cambio de peso vivo, respectivamente. La EMSup es la EM proporcionada por el suplemento (MJ/kg MS), y la EM del forraje es la concentraciĂłn estimada de EM en las muestras de forraje. Las concentraciones de EM de los suplementos y de la pastura se calcularon utilizando los resultados de la DMO a partir de la producciĂłn de gas in vitro(13): đ?&#x2018;&#x20AC;đ??˝ đ??¸đ?&#x2018;&#x20AC; ( đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x2020;) = (đ??ˇđ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x201A;)(0.0157) đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x201D;

AnĂĄlisis econĂłmico El anĂĄlisis econĂłmico se realizĂł utilizando el enfoque presupuestal parcial(15), a fin de determinar las ganancias econĂłmicas derivadas del uso de suplementos exclusivamente para la producciĂłn de leche y de carne de vacuno (es decir, el kilo de becerros destetados). Los resultados de los anĂĄlisis econĂłmicos se expresan en dĂłlares estadounidenses.

AnĂĄlisis estadĂsticos Los datos se analizaron utilizando el procedimiento MIXED de SAS 9.0(16) para un diseĂąo experimental completamente aleatorizado, con las vacas como efecto aleatorio, lo que justifica las mediciones repetidas del mismo animal a lo largo de todo el experimento. El modelo utilizado fue: yijk= Âľ + Ď&#x201E;i + Î´ij + tk + (Ď&#x201E;*t)ik + Îľijk

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Donde: yijk= variable dependiente, µ= media general, τi= efecto fijo del tratamiento (i =1, 2 y 3), tk= efecto fijo de la semana (k = 1, 2…11), (τ*t)ik= efecto fijo de la interacción entre el tratamiento i y la semana k, δij= efecto aleatorio de la vaca j dentro de cada tratamiento y, εijk= término de error aleatorio. Se obtuvieron las medias cuadráticas mínimas y los errores estándar de los efectos fijos y se utilizaron para comparaciones múltiples de medias. Se declararon diferencias entre tratamientos cuando P<0.05.

Resultados El Cuadro 2 muestra la composición química de los pastos de hierba, así como los parámetros de producción de gas in vitro. La proteína bruta promedio fue de 58 g/kg MS y alcanzó sus valores máximos en las semanas 3 y 4 (70 y 75 g/kg MS, respectivamente). La digestibilidad de la materia seca (DMS) y la energía metabolizable estimada (EM) alcanzaron los valores más elevados en las semanas 4 y 5 (de 620 y 606 g/kg MS, y de 9.6 y 9.4 MJ/kg MS, respectivamente). Cuadro 2: Características químicas del forraje (g/kg) y parámetros de la curva de producción de gas Semana experimental

Materia seca Proteína cruda Fibra detergente neutro Fibra detergente ácido Lignina detergente ácido DMS DMO DFDN EM, MJ/kg MS

701 50 716 371 14 559 552 489 8.7

675 75 704 367 14 580 572 501 9.0

648 70 706 360 15 620 612 523 9.6

623 53 703 369 17 606 599 560 9.4

694 46 738 401 14 555 548 526 8.6

613 50 796 424 16 497 490 423 7.7

200 0.0 32 5.1

198

209

213

181 0.03 0.031 0.033 0.032 4 5.1 5.3 5.2 5.2

160

c L

Media 651 58 728 380 15 570 564 517 8.9

DE 36.8 12.1 36.2 25.0 1.3 43.7 43.5 46.4 0.7

0.039 5.2

DMS= digestibilidad de la materia seca; DMO= digestibilidad de la materia orgánica; DFDN= digestibilidad de la fibra detergente neutro; EM= energía metabolizable. La producción asintótica de gas (b) (ml/g MS) tuvo los valores más altos en las semanas 4 y 5. La tasa de producción de gas (c) mostró los valores máximos en las semanas 343

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6 (0.034) y 7 (0.039), mientas que de la semana 1 a la 5, la tasa permaneció constante ~ 0.032/h. El periodo de retraso previo al inicio de la producción de gas (L) llegó a su menor valor en la semana 1 (4.4), mientras que de la semana 2 a la semana 7 permaneció cercano a 5.2. La acumulación neta de forraje (ANF) promedio fue de 11 (kg/ha/día), mientras que la MHD fue de 1,923 (kg/ha MS). La composición morfológica de la pastura se muestra en la Figura 1. La pastura verde representó el 58 % de la MHD, con una tendencia creciente hacia el final del estudio, debido a algunas lluvias ligeras, mientras que las hojas representaron el 38 % de la MHD. Cynodon plectostachyus fue el pasto predominante, pues representó el 92 % de la composición botánica, mientras que Paspalum notatum y Paspalum convexum representaron el 5 y el 3 % respectivamente. Figura 1: Producción de forraje disponible (AHM) (kg/ha MS), y composición morfológica (kg/ha MS) a lo largo de las semanas del experimento 2,000

kg/ha MS

1,500

1,000

500

EP1

Semana experimental Materia seca

Materia verde

Hoja

Tallo

Hoja verde

AHM

El Cuadro 1 muestra los ingredientes y la composición química de los suplementos. La MS promedio fue de 864 g/kg. Los contenidos de proteína cruda fueron 124 (ST), 113 (MM) y, 119 (MCA) g/kg MS. El contenido de fibra detergente neutra del ST fue 43 % más alto (379 g/kg MS) que el de los suplementos del experimento (218 y 214 g/kg MS para MM y MCA, respectivamente). La inclusión de melaza incrementó los valores de digestibilidad de la materia seca (DMS), de la digestibilidad de la materia orgánica (DMO) y de la digestibilidad de fibra detergente neutro (DFDN), así como de la energía metabolizable estimada (MJ/kg MS), en comparación con el ST y el MM. El contenido de la fracción soluble en agua de MCA representado por la fracción a produjo un volumen de gas más alto (68.1) que el ST (59.8)

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y el MM (46.5) (Cuadro 1). La tasa de fermentación soluble del ST fue menor (0.098) que la del MM y de MCA (0.128 y 0.153, respectivamente). Los insolubles (b), que son los materiales insolubles, pero potencialmente fermentables, fueron más altos para el MM (2742) que el ST (256.8) y MCA (255.7). La fase de retardo fue más corta para la MCA (4.2 h), intermedia para el MM (5.5 h) y más largo para el ST (5.8 h). El Cuadro 3 muestra las variables de respuesta productiva animal. No hubo diferencias significativas debidas a los tratamientos, con excepción de la IMS (kg/d) y la producción de leche (kg/d) (P<0.01). El efecto de la semana fue altamente significativo (P<0.01) para todas las variables. La ingesta de materia seca (kg/vaca/día) del ST no resultó ser estadísticamente (P>0.05) diferente de MCA (12.2 y 11.7 kg/día, respectivamente), pero sí presentó diferencias significativas (P<0.05) con respecto al MM (11.1 kg/día); mientras que no hubo diferencias entre MM y MCA (P>0.05). Cuadro 3: Mínimos cuadrados medios de las variables de respuesta animal debidas a los suplementos testigo (ST), maíz molido (MM) y melaza de caña de azúcar (MCA) en vacas lactantes de doble propósito durante la temporada de secas ST

MCA

SEM

Ingesta materia seca, kg/día

12.2a

11.1b

11.7ab

0.27

Leche, kg/día

6.2ab

5.7a

7.0b

0.31

Grasa, g/kg

33.8

34.6

33.2

2.1

Proteínas, g/kg

30.5

30.6

0.19

Lactosa, g/kg

42.2

43.1

42.7

0.43

Nitrógeno ureico en la leche, 8.0 mg/dl

7.5

0.28

Peso de vaca, kg

406

430

16.9

Aumento de peso de la vaca, 0.283 kg/día

0.136

0.281

0.13

Calificación de la condición 1.5 corporal, 1-5

1.5

0.03

Aumento diario de peso de 0.68 los becerros, kg/día

0.71

0.73

0.07

a,b,c

430

Las medias con diferente superíndice en una misma fila son significativamente diferentes (P<0.05).

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La producción de leche fue estadísticamente similar entre el ST y MCA, con valores de 6.2 y 7 kg/vaca/día; mientras que el MM difirió de la MCA pero fue similar al ST. No hubo diferencias (P>0.05) para el resto de las variables de respuesta. Los contenidos medios de grasa, proteína y lactosa fueron 33.9, 30.5 y 42.7 g/kg, respectivamente. El contenido medio de nitrógeno ureico en la leche (NUL) fue de 7.7 mg/dl. El peso vivo no difirió entre tratamientos (430, 406 y 430 kg/vaca, para ST, MM y MCA, respectivamente). Las vacas a las que se suministró ST, MM y MCA tuvieron aumentos diarios de peso similares (P>0.05) de 0.283, 0.136 y 0.281 kg/día, respectivamente. La calificación de la condición corporal (CCC) promedio fue de 1.5 puntos. El aumento promedio de peso de los becerros fue de 0.7 kg/día (Cuadro 3). El Cuadro 4 muestra el análisis presupuestario parcial de la leche y la carne de vacuno (becerros destetados), pero obtuvo mejores rendimientos (es decir, un mejor margen de ganancias totales por la leche). Cuadro 4: Costos de producción de leche y carne debido a los suplementos: testigo (ST), maíz molido (MM) y melaza de caña de azúcar (MCA)

Producción de carne de vacuno

Producción de leche

Producto

MCA

Media

Total de suplementos, kg/tratamiento Costo del suplemento, $/kg MS %Ŧ Costo total de suplementos, $ %Ŧ Producción total de leche, kg/tratamiento %Ŧ Precio de venta de la leche, $/kg Ingresos por ventas de leche, $ %Ŧ Costo de producción de la leche, $/kg %Ŧ Margen de ganancias de la leche, $/kg %Ŧ Margen total de ganancias de la leche, $/tratamiento %Ŧ Margen total de ganancias de la leche, $/vaca %Ŧ Suplemento, kg/tratamiento

2,730 0.24 -0.05 655 -0.01 3,260 -0.02

2,730 0.25 -0.01 677 +0.02 3,041 -0.09

2,730 0.27 +0.07 660 -0.01 3,713 +0.11

2,730

0.39 1,269 -0.02 0.20 -0.03 0.19 +0.04

0.39 1,184 -0.09 0.22 +0.06 0.17 -0.07

0.39 1,446 +0.11 0.20 -0.03

0.39

507 -0.17

721 +0.17

614

102 0.0 601

85 -0.17 601

120 +0.17 601

102

Costo del suplemento, $/kg

0.24

Costo total de los suplementos, $ Producción de carne de vacuno, kg/tratamiento %Ŧ Precio de venta de la carne de vacuno, $/kg

144

371 -0.04

388 0.0

399 +0.03

386

3.24

346

613 0.0

0.25 664 3,338

1,300 0.21 0.18

0.19 0.04

601

Rev Mex Cienc Pecu 2019;10(2):335-352 Ingresos por la carne de vacuno, 1,205 1,258 $/tratamiento -0.04 0.0 %Ŧ Costo de producción de la carne de vacuno, 0.34 0.34 $/kg Margen de ganancia por la carne de vacuno, 1,064 1,118 $/tratamiento -0.04 +0.01 %Ŧ Margen de ganancia por la carne de vacuno, 177 186 $/becerro -0.04 +0.01 %Ŧ Margen de ganancia neta total, ($) (leche + 1,678 1,625 carne de vacuno) -0.03 -0.06 %Ŧ %Ŧ= Diferencia respecto a la media.

1,293 +0.03 0.34 1,153 +0.04 192 +0.04 1,874 +0.09

1,252

0.34 1,112

185

1,726

La producción de carne (kg/tratamiento como becerros destetados) para MCA fue mayor (399 kg) que para ST y el MM (371 y 388 kg, respectivamente), dando como resultado mayores ingresos por carne de vacuno y en márgenes de ganancia más alto. El MM quedó en segundo lugar para ambos indicadores. En general, la MCA fue el tratamiento con el margen de ganancias netas totales más alto para la leche más la carne de vacuno, con $1,874 (P<0.01); mientras que ST fue el segundo, y el MM generó el margen de ganancia netas totales más bajo, de $1,625.

Discusión El MHD permaneció bajo pero constante en las zonas de pastoreo. La producción de forraje baja, pero constante durante el experimento pese a las condiciones de secas podrían deberse al agua filtrada a las pasturas de un arroyo que corre a través del área de estudio. Esto puede explicar en parte la presencia constante de material verde en las zonas de pastoreo desde la semana 1 hasta la semana 9, mientras que el marcado incremento se debió a una lluvia inusual al final del estudio. Pese a estos, la composición química de la pastura durante todo el experimento fue baja en cuanto a las PC, la DMS y la EM estimada. Se han reportado características similares y agronómicas de las pasturas dominadas por Cynodon plectostachyus en una localidad cercana a este estudio(17,18). La melaza incluso mejoró la degradabilidad in vitro del suplemento proporcionado por las fracciones a y b, que dieron como resultado 0.5 MJ de EM estimada más que ST y el MM. Esta mejora podría haber tenido un impacto positivo en la digestibilidad del forraje, mejorando el ambiente ruminal debido al suministro de energía inmediatamente disponible, que podría haber incrementado la ingesta de materia seca (efecto aditivo) como se demostró en estudios anteriores(19,20,21). El suplemento que siguió al mejor fue el ST según la fracción soluble a. Se esperaba una mejor cinética de degradación en el MM que en ST, puesto que una pequeña partícula del 347

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tamaño de un grano de maíz incrementa la digestibilidad de los almidones (fracción soluble alta)(22). No obstante, ST tuvo una fracción soluble (a) más alta, una insoluble más alta (la potencialmente degradable “b”) y una mayor tasa de fermentación de insolubles que el MM. Éstas pueden deberse a una mayor proporción de hoja y material de olote en ST, los cuales tienen una mayor degradabilidad potencial que el MM. La baja respuesta de producción de leche de las vacas alimentadas con MM fue inesperada, puesto que se ha reportado que el maíz molido produce más energía en el rumen en forma de propionato. Se ha reportado que la producción de propionato en el rumen es el principal estimulante de la producción de leche en las vacas lecheras lactantes(4). Una posible explicación de la baja respuesta de producción de leche podría relacionarse con el hecho de que MM tuvo aproximadamente 20 % menos de soya que los otros dos suplementos. Se ha relacionado una menor digestibilidad de la FDN con un bajo nivel de proteína degradable en rumen(23,24). Es más, en condiciones como las de este experimento, en el que los pastos eran de mala calidad, un suplemento de melaza con urea sería una mejor alternativa que el maíz molido como fuente de energía, puesto que los azúcares se fermentan más rápidamente en el rumen que el almidón del maíz, lo cual proporciona energía a los microbios del rumen con mayor rapidez. Esto puede explicar el incremento de la fracción soluble y la reducción del periodo de retardo con el uso de MCA(25). En este estudio, la producción y la composición de la leche fueron inferiores que en las vacas Holstein y en las Pardo Suizo x Cebú(26,27). Sin embargo, en ambos estudios las vacas perdieron peso (~ 40 kg) y CCC, lo cual se atribuye a que los suplementos no les proporcionaron suficientes nutrientes, al contrario de lo ocurrido en este experimento, en el cual las vacas subieron de peso (~ 0.233 kg/día). En este estudio, los tratamientos no afectaron la composición de la leche (es decir, la grasa, la proteína o la lactosa); por el contrario, los reportes muestran diferencias significativas en el contenido de proteína (kg/día) debido a una reducción del tamaño de partículas de granos de maíz que incrementó la fermentación de los almidones, lo que dio como resultado una mayor concentración de propionato en el rumen(23). Pese a que las vacas subieron de peso debido a los suplementos (0.233 kg/día en promedio), la calificación de su condición corporal permaneció igual durante todo el experimento (~1.5). Bajo un manejo típico, a las vacas de doble propósito no se les proporciona suficiente energía, por lo que las vacas son pequeñas, y su limitada ingesta de materia seca limita su producción de leche. Para remediar esta situación se ha propuesto suplementarlas durante todo el año con pastos tropicales de buena calidad (0.6 a 4.4 kg/día) y con suplementos (entre 4.0 y 5.0 kg/día). De ese modo, la condición corporal de las vacas probablemente obtendría una mejor calificación (un balance 348

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positivo de energía), en particular durante periodos críticos como la lactancia temprana, con lo cual se obtendría una mayor producción de leche(28). Es importante señalar que las condiciones climáticas durante la temporada de secas fueron atípicas, de modo que el análisis económico debe ser tomado con reservas. Desde el punto de vista económico, la inclusión de melaza de caña de azúcar en el suplemento elevó las ganancias por la venta de leche y de carne. La pequeña diferencia en la producción de leche entre estos dos tratamientos redundó en una diferencia significativa en el margen de ganancias de la leche y de la carne(29). Los márgenes de ganancias netas combinadas de leche y carne (becerros destetados) fueron de alrededor de 9 % mayores para la MCA que para ST y el MM. Se ha reportado que, como suplemento energético, la melaza da como resultado mayores ingresos por las ventas de leche y de carne(29,30). No obstante, no siempre se presentan estos efectos. En aquellas situaciones en que la melaza tuvo un costo elevado, su inclusión en los suplementos diarios de las vacas representó una pérdida de ingresos debido a la escasa respuesta de producción de leche(31). Las granjas situadas en la región del estudio no pueden adoptar ningún tipo de conservación de forraje debido a lo escarpado de las pasturas, además del incremento de los costos de mano de obra y maquinaria. Por eso, la inclusión de melaza en los suplementos durante la temporada de secas podría ser una suplementación alternativa para mantener los rendimientos productivos de los animales cuando los forrajes son limitados y de mala calidad.

Conclusiones e implicaciones El remplazo parcial de las mazorcas de maíz quebrado con melaza de caña de azúcar en los suplementos para las vacas de pastoreo Pardo Suizo de doble propósito durante la temporada de secas incrementaron significativamente la producción de leche en comparación con el uso de un suplemento de maíz molido. No hubo diferencias en otras variables de respuesta productiva animal. Los márgenes de ganancias netas combinadas (por las ventas de leche y becerros) fueron en promedio 9 % más altas cuando se añadió melaza de caña de azúcar a los suplementos.

Agradecimientos Se agradece el apoyo financiero del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) de México y la Universidad Autónoma del Estado de México (UAEMEX). También expresar gratitud por el financiamiento de este tipo de investigación mediante subvenciones 1003/2012RCA (UAEMEX) y 129449 CB-2009 (CONACYT).

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4319 Artículo

Rendimiento de alfalfa (Medicago sativa L.) a diferentes edades de la pradera y frecuencias de defoliación

José Alfredo Gaytán Valencia a Rigoberto Castro Rivera b* Yuri Villegas Aparicio a Gisela Aguilar Benítez c María Myrna Solís Oba b José Cruz Carrillo Rodríguez a Luís Octavio Negrete Sánchez d

Instituto Tecnológico del Valle de Oaxaca, División de estudios de Posgrado. ExHacienda de Nazareno, Santa Cruz Xoxocotlán, Oaxaca, México. b

Instituto Politécnico Nacional, CIBA Tlaxcala. Tlaxcala, México.

Universidad Autónoma de San Luís Potosí. Instituto de Investigación de Zonas Desérticas, San Luís Potosí. México. d

Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Facultad de Agronomía y Veterinaria. San Luis Potosí, México.

*Autor de correspondencia: rcastror@ipn.mx

Resumen: Las frecuencias de defoliación y la edad de la pradera son variables estratégicas en el manejo del cultivo de la alfalfa para incrementar la biomasa producida. El objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de tres frecuencias de corte en el ciclo primaveraverano sobre la producción de materia seca, tasa de crecimiento y componentes del rendimiento de praderas de alfalfa de uno, dos y tres años de establecimiento. Se utilizó un diseño en bloques al azar con arreglo factorial 3 x 3 (frecuencias de corte y edad de la pradera). La mayor producción promedio de materia seca (7,528 Kg MS ha-1) y tasa de 353

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crecimiento (257 Kg MS ha-1día) se registró en praderas de un año de establecimiento (P<0.01). De otra forma, la frecuencia de corte a cuatro semanas (6,844 Kg MS ha-1) superó en 29 y 16 %, respectivamente a las frecuencias de tres y cinco semanas en la producción de materia seca. La producción de hoja y tallo en la pradera de un año de establecida superó en 45 % a la de tres años y la altura en 32 %; mientras que en la frecuencia de corte cada cuatro semanas los valores de hoja y tallo fueron 21 y 49 % superiores a tres semanas de corte y la altura en 33 %. Las variables evaluadas y su interacción determinan los componentes de rendimiento estimados en praderas de alfalfa variedad Oaxaca Criolla. Palabras clave: Alfalfa, Frecuencias de corte, Edad de la pradera.

Recibido: 07/11/2016 Aceptado: 22/03/2018

Introducción

Factores como el rendimiento de forraje, contenido de proteína, digestibilidad, rusticidad y su adaptabilidad a diferentes condiciones ambientales han hecho de la alfalfa (Medicago sativa L.), la fabaceae más cultivada y utilizada en la alimentación animal a nivel mundial, llegando incluso a recomendarse como suplemento dietético para combatir la desnutrición y trastornos digestivos en humanos(1). En México la superficie sembrada en 2016 fue de 387,154 ha, con un rendimiento promedio anual por hectárea de 86 t de materia verde. En el estado de Oaxaca se tienen 3,489 has establecidas(2) y ocupa el lugar 16 en el país con un aporte del 1.45 % del valor total de la producción a nivel nacional, siendo en la región Valles Centrales el segundo cultivo más importante con un aporte de 95 % de la producción estatal(2). El rendimiento, crecimiento y persistencia de la pradera, así como calidad del forraje dependen de la frecuencia e intensidad de defoliación por época del año(3,4). La frecuencia de corte determina el valor nutritivo y la morfogénesis del forraje, por lo que definir un esquema de manejo con base en la velocidad de acumulación de biomasa de la alfalfa es fundamental(5,6). Además, la edad de rebrote o tiempo de descanso de la pradera consecuentemente afecta la rentabilidad en la producción animal, particularmente en los sistemas de producción de leche(7). Sin embargo, otros autores(8) mencionan que la frecuencia de defoliación modifica la tasa de mortalidad y sobrevivencia del rebrote al permitir el paso de la radiación a nivel de corona, lo que perturba la tasa de aparición y

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muerte de tallos así como la fotosíntesis en las primeras hojas emergidas después de la defoliación. La velocidad con la que se acumula la biomasa determina las frecuencias de defoliación y por lo tanto el momento de aprovechamiento de la pradera. La relación hoja:tallo y por consecuencia la calidad del forraje difiere con la madurez de la planta, el tiempo de recuperación entre cortes sucesivos, momento del rebrote, época del año y las condiciones ambientales(8-11). Además, el valor nutritivo está correlacionado con otras variables fenológicas como el peso, densidad y tamaño de los tallos y número de hojas por tallo(10,12,13). Con el avance de la edad de la pradera y las frecuencias de corte los cambios físicos y químicos que manifiesta el forraje provocan variaciones en la digestibilidad, contenido de lignina, fibra, proteína, y en el rendimiento(14,15); así mismo, el potencial de producción de forraje de una especie depende de las estructuras morfológicas remanentes después del corte (hoja y tallo) y de la cantidad de carbohidratos de reserva en la raíz para la producción de nuevos tallos y hojas(16). En estudios previos(17) se evaluaron por cinco años consecutivos praderas de alfalfa y se documentó que el mayor rendimiento promedio anual de forraje se obtuvo en praderas de 2 y 4 años (18,300 kg ha-1), independiente de la densidad de siembra al establecimiento. En otra investigación(18), al evaluar 19 variedades de alfalfa durante dos años consecutivos se observaron diferencias (P<0.05) en la altura de la planta, diámetro del tallo principal, producción de materia verde y seca y el contenido de proteína. Por lo descrito, se planteó el objetivo de evaluar el rendimiento de forraje, producción de hojas y tallos, tasa de crecimiento del cultivo y relación hoja:tallo en alfalfa Var. Oaxaca criolla a diferentes edades del cultivo y a diferentes frecuencias de defoliación.

Material y métodos

El estudio se realizó en praderas de alfalfa (Medicago sativa L.) Var. Oaxaca criolla de uno, dos y tres años de establecimiento, durante la época de primavera-verano (marzo a octubre de 2013), en el campo agrícola experimental del Instituto Tecnológico del Valle de Oaxaca, en Nazareno Xoxocotlan, Oaxaca (17o 01’ 20.40” LN y 96o 44´ 51.50 “LO, a 1,530 msnm). El clima predominante es seco estepario (BS1h, (h)), con temperatura promedio de 20.6 oC y precipitación media anual de 645 mm(2). La precipitación y temperatura que se presentaron durante el periodo de investigación se muestran en el Cuadro 1.

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Cuadro 1: Promedios de temperatura y precipitación pluvial de primavera-verano 2013 Mes Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre

Temperatura (oC) Máxima Mínima 31.0 9.4 30.2 10.4 30.3 12.3 28.9 15.1 29.7 13.0 27.0 13.0 26.8 15.2 26.8 13.0

TM 35.8 35.5 36.4 36.4 36.2 33.5 34.4 33.3

Precipitación pluvial (mm) Medias 2.8 2.7 2.7 4.9 3.6 3.1 8.3 1.6

El diseño experimental de bloques al azar fue planteado con base a la pendiente del terreno y se establecieron 36 unidades experimentales de 9 m2, con un arreglo factorial 3 x 3, donde los factores fueron: edad (uno, dos y tres años de establecimiento), y frecuencia de defoliación (tres, cuatro y cinco semanas), generando nueve tratamientos. La pradera no se fertilizó y se proporcionaron riegos de auxilio por aspersión a capacidad de campo. Al inicio del experimento y para reducir el efecto de covariable se realizó un corte de uniformización a una altura de 5 cm. El rendimiento de forraje por corte se midió con un cuadro de acero de 0.25 m2 en cada unidad experimental(19), aleatoriamente se seleccionó el lugar de muestreo en el cual se cortó todo el forraje dentro del cuadro a una altura de 5 cm. La biomasa cosechada se guardó en bolsas de papel marcadas con el número de tratamiento y la repetición correspondiente, posteriormente se secó en una estufa de aire forzado a 55 oC durante 72 h, hasta un peso constante para obtener el valor de materia seca. La altura de forraje se registró antes de cada corte con una regla graduada de 1 m de longitud y una precisión de 0.5 cm. Se efectuaron diez mediciones dentro de cada unidad experimental, en plantas elegidas el azar, con la regla colocada completamente vertical desde la base de la planta hasta el ápice de la misma(20,21). El forraje cosechado en cada unidad experimental se mezcló para homogenizar la muestra, posteriormente se tomó una submuestra de aproximadamente 25 % del forraje, la cual se separó por componentes morfológicos (tallos, hojas, inflorescencia y material muerto), registrando el peso de cada componente en base seca(4). La tasa de crecimiento (TC) se calculó con los datos de rendimiento de materia seca por corte mediante la siguiente fórmula:

𝑇𝐶 =

356

𝐹𝐶 𝑡

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Donde: FC= forraje cosechado (kg MS ha-1) y t= días transcurridos entre un corte y el siguiente. La relación hoja:tallo se obtuvo dividiendo el peso promedio de hojas por corte entre el peso promedio de tallos. Los valores obtenidos se agruparon y se analizaron con el procedimiento PROC MIXED del Software estadístico SAS®(22). Para seleccionar la matriz de varianza y covarianza se utilizó el criterio de Akaike(23), con lo que se determinaron los efectos de las fuentes de variación (frecuencias de defoliación: 3, 4 y 5 semanas), edad de la pradera (uno, dos y tres años de establecimiento), las cuales se consideraron como efectos fijos y el efecto de bloques se consideró como aleatorio(24). Las medias de tratamientos se estimaron utilizando LSMEANS y la comparación entre ellas se realizó por medio de la probabilidad de la diferencia (PDIFF), a un nivel de significancia del 5%. Para la regresión lineal entre la altura de la pradera y rendimiento de forraje se consideraron las variables altura de forraje y rendimiento de materia seca y se obtuvieron ecuaciones de regresión lineal, los intervalos de confianza al 95% y la predicción del rendimiento por edad del cultivo y frecuencia de defoliación, utilizando el módulo Wizard Regression del Software SigmaPlot Versión 10(25) mediante un modelo polinomial lineal.

Resultados y discusión

Los resultados obtenidos con el análisis factorial (Cuadro 2) evidencian que la mayor producción promedio de biomasa se obtuvo en la frecuencia de defoliación (FD) de cuatro semanas (6,844 Kg MS ha-1) y en la pradera de un año de establecida (7,528 kg MS ha1 ), superando en 42 y 44 % a las praderas de dos y tres años. La interacción entre factores fue altamente significativa (P<0.01).

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Cuadro 2: Rendimiento de forraje, tallo, hoja, altura, tasa de crecimiento y relación hoja:tallo (H:T) a diferentes edades del cultivo y frecuencias de defoliación Rend Hoja Tallo -1 -1 kg MS ha kg MS ha kg MS ha-1

Factor

Edad

Frecuencia (semanas)

1 2 3 EEM 3 4 5 EEM

7528 a 5290 b 5208 b 286 ** 5289 c 6844 a 5892 b 354 **

5105 a 3321 b 3511 b 170 ** 3697 b 4474 a 3766 b 243 **

2424 a 1969 b 1669 c 133 ** 1592 c 2370 a 2127 b 129 **

Altura cm 37 a 30 b 28 b 1.4 ** 27 c 36 a 32 b 1.5 **

Tasa Relación crecimiento H:T kg MS ha-1d-1 275 a 200 b 194 b 13 ** 252 a 244 a 173 b 13 **

2.6 b 3.4 a 2.6 b 0.11 ** 2.8 a 2.4 b 2.3 b 0.1 **

La interacción edad * frecuencia fue altamente significativa (P<0.001). a,b,c Medias con letras minúsculas iguales en cada columna no son diferentes (Tukey 0.05). EEM = error estándar de la media. ** (P<0.05).

Cuando el análisis se realizó por tratamiento, los resultados mostraron que en praderas de uno y dos años de establecimiento la frecuencia de defoliación (FD) de cuatro semanas registró la producción más alta de materia seca (P<0.01) (8,786 y 6,394 Kg MS ha-1, respectivamente) (Figura 1A). Con estos datos se superó en 42 y 20 % a lo obtenido en FD de tres semanas, y en 15 y 54 % en FD de cinco semanas. Sin embargo, en la pradera de tres años la FD de cinco semanas registró la mayor acumulación de biomasa (P<0.01) superando en 35 % a la FD de tres semanas, que además fue la que presentó los valores más bajos en las praderas de uno y tres años, por lo que se puede estipular que a mayor edad de la pradera se necesitan periodos de descanso más amplios entre cortes.

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Figura 1: Rendimiento de materia seca (A), relación hoja:tallo (B), Tasa de crecimiento del cultivo (C), Altura de la pradera (D), rendimiento de hoja (E) y rendimiento de tallo (F), en praderas de alfalfa sometidas a diferentes frecuencias de corte y edades del cultivo

8000

7000

6000

5000

4000

3.2

Height (cm)

Kg DM ha-1

9000

6000

3.0

2.6

4000

2.4

Kg DM leaf ha-1

5000 2.8

3000 2.2 2000

2.0

3500

350

3000

2500 250 2000 200

Kg DM stem ha-1

Kg DM ha-1 d-1

300

1500 150 1000 100 1

Age of cultivated pastureland 3 Weeks 4 Weeks 5 Weeks

Cutting frequencies

En relación a la producción de hoja, el análisis factorial mostró que, durante el periodo de evaluación, la mayor producción se obtuvo en la pradera de un año (5,105 Kg MS hoja ha-1), superando en 53 y 45 % a las praderas de dos y tres años, respectivamente; y la mejor FD fue la de cuatro semanas (4,474 kg MS hoja ha-1) (Cuadro 2). Al analizar los datos por tratamientos, en la FD de cuatro semanas se registraron las mayores producciones de hoja en las praderas de uno y dos años, con rendimientos de 5,856 y 3,900 Kg MS hoja ha-1, superando en 30 y 51 %, a las FD de tres semanas y cinco 359

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semanas; mientras que, la FD de tres semanas fue la más baja en los años uno y tres (Figura 1E). El análisis de factores reveló que la producción más alta de tallos (Cuadro 2) se alcanzó en la pradera de un año (2,424 kg MS ha-1) y en la FD de cuatro semanas (2,370 kg). De otra forma, por tratamientos, la FD de cuatro semanas fue superior (P<0.01) en las praderas de uno y dos años con un promedio de 2,710 kg MS ha-1 y aporte promedio de 34 % del rendimiento total (Figura 1F); y la FD de cinco semanas registró el valor más alto en la pradera de tres años con 2,157 kg, representando el 37 % del rendimiento. Al calcular el coeficiente de la tasa de crecimiento del cultivo (Cuadro 2) en las praderas de dos y tres años se registraron los índices más bajos sin diferencias (P>0.05). Con respecto a las FD, en periodos de tres y cuatro semanas no se evidenciaron diferencias (P>0.05) y se obtuvieron los coeficientes más altos (Figura 1C). Los resultados obtenidos en este experimento coinciden con los que se reportan(6) al evaluar la dinámica de crecimiento en alfalfa Oaxaca criolla de tres años de establecida, concluyendo que en los periodos de primavera y verano el corte debe hacerse a la semana cuatro o cinco para obtener las mayores proporciones de hoja y menor cantidad de material senescente en el cultivo. Con lo anterior, se puede fortalecer la hipótesis de que durante el periodo primavera-verano las condiciones ambientales (temperatura y precipitación) promueven la mayor producción de hoja y forraje. Otros autores(5) evaluaron dinámicas de crecimiento de dos variedades de alfalfa y determinaron que la edad del rebrote afectó el rendimiento de forraje en las diferentes épocas del año, argumentando que el corte debe realizarse a la cuarta semana en verano, mientras que en primavera éste debe hacerse a la sexta semana. En otro estudio(3) se determinó que en el verano a la FD cada cuatro semanas se registró el mayor rendimiento en 5 variedades de alfalfa, y la producción acumulada en primavera y verano representó el 58 % de la producción anual. Lo que podría indicar que independiente de la variedad que se cultive, el periodo de recuperación de la pradera después de la defoliación en las diferentes épocas del año, es la variable que determina el rendimiento y la proporción de los componentes. La importancia del periodo estacional (primavera-verano) se ha evidenciado en trabajos(4) que reportan que en una pradera de alfalfa de 3 años de establecida el 57 % de la producción de forraje se obtuvo en primavera y verano. Los mismos autores al analizar las FD de 3, 4 y 5 semanas no registraron diferencia (P>0.05) en primavera, lo que no coincide con los resultados de este experimento. Se especula que el sitio experimental determinó esta diferencia de resultados, ya que las condiciones climáticas fueron diferentes por ubicación geográfica. En el mismo estudio(4), los autores reportan que la producción de forraje en verano con FD de cuatro y cinco semanas no fue diferente (P>0.05), pero los valores fueron superiores (P<0.05) a los obtenidos con la FD de tres semanas. Lo que coincide con los resultados obtenidos en este experimento en la pradera

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de tres años de establecida, y fortalece el argumento que la edad del cultivo influye en las reacciones de la alfalfa a los periodos de recuperación entre cortes. Otros investigadores(26) mencionan que al evaluar FD de cuatro, cinco y seis semanas en una pradera recién establecida y dos años consecutivos de evaluación no se registró diferencia (P>0.05), aunque en el primer año se produjo 1.46 % más forraje que en el segundo año. En un mismo año hubo diferencias (P<0.05) entre FD, siendo el intervalo de cuatro semanas en el que se logró el menor rendimiento (6,600 kg MS ha-1) durante el experimento. Las diferencias en los resultados en relación a lo obtenido en este experimento puede atribuirse a la ubicación geográfica del estudio. En la evaluación(27) de cuatro variedades de alfalfa en praderas recién establecidas y bajo dos frecuencias de defoliación: severa (28d P-V) y ligera (35d P-V), encontraron que en el verano las cuatro variedades rindieron 24 y 70 % más forraje (P<0.05) al cosechar cada 28 y 35 días, respectivamente. Sin embargo, la FD de 28d promovió una mejor relación hoja:tallo que la FD de 35d. Estos resultados respaldan lo reportado en esta investigación en praderas de uno y dos años de establecimiento, pero difiere en la pradera de tres años; lo que indica que la edad de la pradera es un factor determinante en la relación hoja:tallo. Evaluando el rendimiento acumulado de alfalfa por cinco años consecutivos(17), reportaron que el mayor rendimiento se obtuvo en praderas de 2 y 4 años (18,300 kg ha-1, en promedio), resultado independiente de la densidad de siembra al establecimiento; lo que contrasta con los resultados obtenidos en este experimento, y permite inferir que las condiciones climáticas afectaron la acumulación de biomasa en los años evaluados. Los mayores valores de altura del forraje (Cuadro 2) se obtuvieron con la FD cada cuatro semanas, y en la pradera de un año de establecimiento (36 y 37 cm, respectivamente); mientras que la altura de las plantas en la pradera de tres años fue la más baja (28 cm). El análisis por tratamiento (Figura 1D) muestra que la FD de tres semanas fue inferior en las praderas de 1 y 3 años (31 y 23 cm, respectivamente) y la FD de cinco semanas (31 cm) fue la superior en la pradera de tres años (P<0.01). Al respecto, se ha reportado(28) que independiente de la variedad de alfalfa las alturas promedio obtenidas sólo varían (P<0.05) en el primer año a partir del establecimiento de la pradera; sin embargo, es importante subrayar que otros factores como la temperatura ambiente influyen en el rendimiento y la altura de las plantas. En contraste(18), al evaluar 19 variedades de alfalfa reportaron diferencias en la altura de la planta, diámetro del tallo principal, producción de materia verde y seca, y el contenido de proteína en dos años consecutivos de evaluación después del establecimiento. Con lo anterior es presumible que bajo ciertas condiciones experimentales la variedad del cultivo determina los parámetros de crecimiento y rendimiento. Con respecto a la relación hoja:tallo, en las praderas de uno y tres años y las FD de cuatro y cinco semanas no hubo diferencias (P>0.05) (Cuadro 2), además, en las FD de cuatro y cinco semanas se registraron los menores valores en todas las praderas (Figura 1B). De otra forma, en la FD de tres semanas y en la pradera de dos años se obtuvo la mayor 361

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proporción de hoja (2.8 y 3.4, respectivamente; P<0.01) (Cuadro 2). En relación a esta variable(3) reportaron que la menor relación hoja:tallo se presentó en las variedades de alfalfa que produjeron el mayor rendimiento de materia seca, con lo que se destaca la importancia de evaluar el peso y altura de tallos en relación con las hojas. Se sabe al respecto que a mayor altura de la planta la proporción de hoja es menor, lo cual está relacionado con la etapa fenológica de la planta. Algunos autores han demostrado que la relación hoja:tallo decrece desde la etapa de prefloración y principalmente cuando el cultivo se encuentra en las etapas iniciales de floración(29). En otros estudios(30) se estimaron dos índices del estado fisiológico de la alfalfa encontrando que los valores de estado medio por conteo (EMC) y estado medio por peso (EMP) obtenidos en otoño fueron menores que en primavera-verano (P<0.001) a pesar de que la FD fue igual, lo que nos indica que el crecimiento de la planta no es el mismo en las diferentes épocas del año. Con respecto a las regresiones lineales, a excepción de la pradera de dos años de establecimiento (r2= 0.74, Figura 2B), el coeficiente de determinación fue inferior a 0.8, mientras que, en el resto de las variables superaron ese valor en todas las praderas y FD (Figuras 2A, 2C, 2D, 2E y 2F). En términos prácticos lo que indican las ecuaciones obtenidas, es que el incremento de un centímetro en la biomasa representa 204.4, 170.7 y 163.7 kg MS ha-1, en las praderas de uno, dos y tres años de establecimiento, respectivamente. En las FD un centímetro de altura del forraje representa 180.7, 217.95 y 253.9 kg MS ha-1, para tres, cuatro y cinco semanas, respectivamente. En estudios relacionados (20,21) se menciona que la altura de la pradera es una variable que tiene una correlación superior a 0.80 en especies forrajeras con fotosíntesis C3, por lo que los resultados presentados en este trabajo se consideran congruentes.

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Figura 2: Regresiones lineales entre altura y rendimiento de forraje de praderas de un año (A), dos (B) y tres (C) de establecimiento, y a diferentes frecuencias de corte, tres (D), cuatro (E) y cinco (F) semanas

y=204.46x-70.63 r2= 0.83

y=180.76x+413.84 r2= 0.83

10000

8000

6000

4000

12000

Kg DM ha-1

y=217.95x-1001.9 r2= 0.88

y=170.63x+247.17 r2= 0.74

8000

6000

4000

12000

C 10000

Kg DM ha-1

10000

y=163.73x+664.15 r2= 0.83

y=253.99x-2108.2 r2= 0.81

10000

8000

6000

4000

Kg DM ha -1

B 10000

Heigth (cm)

Pendiente de la recta (línea color negro), intervalo de confianza (0.95) (línea azul), predicción de los datos (línea roja).

A mayor frecuencia de corte se reduce la movilidad de N en las raíces, lo que puede provocar una reducción en la capacidad fotosintética de las hojas recién emergidas luego de la defoliación, reduciendo las tasas de expansión foliar y por ende el rendimiento de forraje(13); el efecto es observable en la tasa de aparición de tallos, el número de rebrotes por planta, índice de área foliar y la tasa de muertes de tallos(8). Se sugiere que los resultados obtenidos en los tratamientos evaluados en este estudio se explican parcialmente por la cantidad de sustancias de reserva que se almacenan en la 363

Kg DM ha-1

Kg DM ha -1

10000

12000

Kg DM ha -1

12000

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corona y raíces de la alfalfa(11), aunque no necesariamente entre más prolongado sea el periodo de descanso entre cortes la producción de biomasa crece de forma exponencial; por lo anterior, es de suma importancia determinar periodos de corte óptimos para cada especie, época del año y condición de producción.

Conclusiones e implicaciones

La mayor acumulación de biomasa se obtuvo en la pradera de un año de establecimiento con un decremento significativo en las praderas de dos y tres años. En la frecuencia de defoliación cada cuatro semanas se obtuvo mayor producción de biomasa en las praderas de uno y dos años de establecimiento. Las proporciones de los componentes del rendimiento se determinan principalmente por la interacción de los factores evaluados y por ende su reacción es más compleja.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4291 Artículo

Propiedades tecnológicas y fisicoquímicas de la leche y características fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional

Eric Montes de Oca-Floresa Angélica Espinoza-Ortegaa Carlos Manuel Arriaga-Jordána

Instituto de Ciencias Agropecuarias y Rurales (ICAR, Universidad Autónoma del Estado de México). Carretera a Tlachaloya SN, Cerrillo Piedras Blancas 50090 Toluca de Lerdo, México.

*Autor de correspondencia: angelica.cihuatl@gmail.com

Resumen: Los parámetros tecnológicos de la leche (características tecnológicas y fisicoquímicas) son de gran importancia porque influyen en el rendimiento y calidad del queso. Se sabe que los parámetros en leche varían dependiendo de la época del año, pero no se ha estudiado su efecto en queso en sistemas tradicionales. El objetivo del trabajo fue evaluar las características tecnológicas y fisicoquímicas de la leche, así como las fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional en época de secas y lluvias. Muestras de leche y queso se tomaron de 21 diferentes queserías a pequeña escala. En leche se analizó porcentaje de grasa (G), proteína (P) y acidez, tiempo de coagulación (TC), firmeza de la cuajada (FC) y rendimiento (RTO). En queso se analizó G, P, acidez, humedad y cloruros. Se utilizó un ANOVA de un factor (P<0.05), para evaluar las variaciones por estación. Se observaron diferencias significativas por época en G, P y acidez, además del TC, FC y RTO en leche; y G, acidez y humedad en queso. Los resultados del estudio muestran que las diferencias en las características fisicoquímicas y tecnológicas de la leche por época del año, se ven reflejadas en la composición del queso. Palabras clave: Queso Oaxaca, Leche, Tradicional, Propiedades tecnológicas, Propiedades fisicoquímicas.

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Recibido: 04/10/2016 Aceptado: 08/05/2018

Introducción La composición de la leche cruda está determinada por diversos factores, tales como la raza, alimentación, época del año, etapa de lactancia(1,2,3); diferencias que son de gran importancia en la elaboración de los productos lácteos (quesos), en particular por su efecto en las propiedades tecnológicas de la leche reflejadas en el rendimiento y calidad del queso(4,5), por el tiempo de coagulación (TC) y la firmeza del gel (F). Una mayor concentración de grasa y proteína aunada a parámetros tecnológicos favorables, permiten menor tiempo de coagulación y una mayor firmeza de la cuajada(4). Por lo tanto, existe una correlación positiva entre los porcentajes de grasa y proteína de la leche con el rendimiento de queso; es decir a mayor concentración de sólidos, mayores rendimientos(6). Por otro lado, la calidad y rendimiento quesero no es solo por volumen, sino por la cantidad y calidad de la proteína(7). La proteína es un componente importante en los quesos, por su influencia en los parámetros tecnológicos(8), principalmente la Kcaseína(9,10), tal como lo han reportado algunos trabajos sobre la buena coagulación de la leche con altos porcentajes de k-caseína, además del contenido de calcio y el pH(11,12). En relación con el clima, algunos autores mencionan que son uno de los factores importantes y ejercen gran influencia en la calidad del queso(13,14), debido a las variaciones en el porcentaje de grasa, proteína y lactosa de la leche a lo largo del año, siendo menores en primavera-verano y mayores en otoño-invierno; variación explicada principalmente por cambios en la dieta de las vacas(15). No obstante esos trabajos se han realizado en otras regiones del mundo, pero en los quesos mexicanos es necesario su estudio. En la zona centro de México se elabora de manera artesanal el queso Oaxaca, un producto tradicional perteneciente al grupo de pasta fillata, cuyo nombre es atribuido a su lugar de origen, y es el más conocido en el país. Es un queso fresco, en su elaboración la cuajada se somete a un amasado en agua caliente hasta estirarse y formar bandas que posteriormente se enredan en forma de madejas(16). Se obtiene a partir de leche cruda de vaca, que como ya se mencionó, tiene variabilidad por aspectos atribuidos al animal y externos(17,18,19) y cuya composición y propiedades tecnológicas influyen en el valor nutricional de los productos lácteos(15), particularmente los quesos elaborados a partir de leche cruda(20). Hasta la fecha se han realizado estudios sobre el queso Oaxaca que documentan el proceso de elaboración y las características fisicoquímicas(21), y la relación entre el sabor y la textura del queso(22); sin embargo es pertinente analizar el efecto de la calidad de la leche sobre el queso en diferentes épocas del año, en virtud que estudios realizados en sistemas 368

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de producción de leche en pequeña escala que abastecen a las queserías productoras de queso Oaxaca, encontraron diferencias significativas (P<0.05) en porcentaje de grasa y densidad en diferentes periodos del año(23). Dado que este queso se elabora todo el año, existe la necesidad de documentar si esa variación en leche ejerce algún efecto en el rendimiento y calidad del queso. Por lo tanto, esta investigación tuvo como propósito evaluar las propiedades tecnológicas y fisicoquímicas de la leche, y su correlación, así como las características fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional en época de secas y lluvias.

Material y métodos Muestras de queso y leche

El trabajo se llevó a cabo en queserías de pequeña escala en la zona nororeste del Estado de México. Se obtuvieron directamente de las queserías(23) muestras de leche y queso (por triplicado). La época de secas comprendió de febrero-abril, y de agosto-octubre la de lluvias. Las muestras se transportaron a 4 oC y los análisis se realizaron antes de las 24 h del muestreo.

Análisis en leche

Fisicoquímicos: se analizó grasa (G), proteína (P), mediante ondas de ultrasonido con un analizador Eco-milk Analyzer KAM98-2ª(21) y acidez por medio de NAOH 0.1 M/fenolftaleína como indicador. Tecnológicos: Se determinaron tiempo de coagulación (TC), firmeza de la cuajada (FC) y rendimiento (RTO); para cada prueba las muestras se calentaron a 35 ºC e inmediatamente se les adicionó el 10 % de cuajo (cuajo industrial), manteniendo temperatura en baño maría. El TC se realizó detectando el inicio de la coagulación al producirse un aumento brusco de la viscosidad(24), para lo cual se utilizó un viscosímetro Brookfield (Engineering labs. INC. Middleboro, MA 02346. USA) modelo LVT, con espina del No. 1 a una velocidad de 12 rpm. La FC se midió 30 min después de la adición del cuajo, calculándose la fuerza (N) de compresión(25) con un Texturometro TX-XT2, sonda cilíndrica de 10 mm de diámetro, ciclo de compresión de 20 mm de profundidad y velocidad de 1 mm/seg. El RTO se determinó por centrifugación para forzar la liberación 369

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de suero; en tubos eppendorf se adicionó 1 ml de muestra (leche a 35 oC con el 10 % de cuajo), después de 30 min se centrifugó a 14,000 rpm por 30 min a 35 ºC (26); el rendimiento de queso se calculó por la diferencia del peso inicial de la muestra con el de la cuajada. Para este proceso se utilizó una centrifuga (Universal 320R. D-7852Tuttlingen Heftich).

Análisis en queso

La acidez se determinó por medio de NAOH 0.1 M/fenolftaleína como indicador(21); los métodos oficiales de la AOAC (1990) para grasa (933.05), proteína (991.20) y humedad (926.08); NaCl por el método Volhard(27).

Análisis estadístico

Para analizar los resultados de leche y queso, se realizó un análisis de varianza de un factor (época) y las diferencias existentes se calcularon mediante la prueba de Tukey (P<0.05). La relación entre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche se analizaron mediante una correlación de Pearson, con el paquete estadístico STATGRAPHICS Plus.

Resultados y discusión Propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche

Las propiedades fisicoquímicas (Cuadro 1) por época presentaron diferencias significativas (P<0.05) para el contenido de grasa, proteína y acidez, con valores mayores de grasa y menores en proteína en época de lluvias. Estudios previos(23) que evaluaron la calidad fisicoquímica de leches, encontraron diferencias sólo en el porcentaje de grasa y densidad, con valores mayores para grasa en los periodos que comprenden los meses de lluvias (promedio 3.62 %), resultados similares a los obtenidos en este trabajo. Trabajos realizados en los meses de junio a octubre(21) reportan porcentajes de 3.34 y 3.05 de grasa y proteína respectivamente; otro trabajo obtuvo en promedio 3.18 en grasa y 2.97 en proteína(28), resultados muy por debajo de los obtenidos en el presente estudio.

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Los cambios en las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche en las diversas estaciones, son consecuencia de la disponibilidad de forrajes en la alimentación del ganado. Algunos autores reportan valores mayores de grasa y proteína en época de lluvias, cuando la alimentación de los animales estuvo conformada principalmente por forrajes verdes, entre ellos trébol(29,30).

Cuadro 1: Análisis de medias de las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche en época de lluvias y secas Grasa (%) 3.28ª

Proteína (%)

Acidez (oD)

TC (minutos)

FC (Newton)

RTO (%)

3.02ª

23.6 ª

16.7ª

0.11a

12.6a

Lluvias

3.64b

2.94b

23.1 b

27.0b

0.09b

10.8b

EEM

0.014

0.004

0.024

0.565

0.001

0.082

| Secas

TC= tiempo de coagulación; FC= firmeza de la cuajada; RTO= rendimiento; D= grados Dormic. EEM = Error estándar de la media. ab Literales diferentes indican diferencias estadísticas (P<0.001).

El TC, FC y RTO presentaron diferencias significativas (P<0.001), con menor tiempo de coagulación, mayor firmeza y rendimiento en el periodo de secas. Si bien un porcentaje alto de grasa y proteína se relaciona con propiedades tecnológicas deseables (menores TC y mayor FC), además de altos RTO(23), existen otros factores como el contenido y calidad de la proteína (contenido de k-caseína, las características de las micelas, polimorfismo genético)(31-34), además del contenido de calcio y pH(11,12), que influyen en las propiedades tecnológicas, y que sería necesario analizar a detalle en un trabajo posterior. La correlación RTO, FC, TC con la proteína fue mejor en la época de secas, y para grasa sólo fue positiva para RTO. Otros trabajos reportan rendimientos mayores con tiempos de coagulación menores a concentraciones altas de proteína y bajas en grasa(9); en otro estudio obtuvieron menores tiempos de coagulación y mejores firmezas en invierno (14.61 min y 62.63 mm, respectivamente), que en el verano (16.84 min y 59.33 mm, respectivamente)(35), situación dada posiblemente por presentar valores altos de grasa en el invierno. En un trabajo llevado a cabo en un sistema tradicional(36), se reportaron en invierno tiempos de coagulación de 6.06 min, con valores de proteína de 3 .41 y de 4.17 en grasa; y para el verano de 3.26 min, con valores de 3.48 y 3.93 para proteína y grasa respectivamente. Otros estudios(37,38) establecen que si los tiempos de coagulación son mayores a 30 min, la leche se considera como no apta para la producción de queso. En el presente trabajo el 14 % de las muestras del periodo de secas y el 33 % de las de lluvias presentaron tiempos de coagulación mayores a 30 min. El forraje verde reduce el tiempo

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de coagulación enzimática de la leche, principalmente por su efecto en la proteína de la leche, tanto de caseínas como en proteínas del suero(36); probablemente esa es la razón de los resultados en época de lluvias.

Correlación entre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche

La FC y el RTO en ambas épocas (Cuadros 2 y 3), presentaron una correlación negativa con el TC. Resultados similares se reportan en otro trabajo(26), apuntando que el gel obtenido es débil cuando el tiempo de coagulación de la leche es mayor. La acidez presentó una correlación negativa con el TC. Otros trabajos(23,39) mencionan que a medida que aumenta la acidez, disminuyen los tiempos de coagulación y aumenta la firmeza de la cuajada; Así mismo otros reportes(39) obtuvieron tiempos menores de coagulación a pH bajos; indicativo de la capacidad de coagulación que ejerce el pH bajo de la leche(37).

Cuadro 2: Coeficiente de correlación entre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche en periodo de secas Grasa Proteína Acidez TC FC RTO

TC -0.149 -0.233** -0.534*** 1.000 -0.608*** -0.250**

FC 0.169 0.329*** 0.441*** -0.608*** 1.000 0.104

RTO 0.388*** 0.286** 0.032 -0.250** 0.104 1.000

TC= tiempo de coagulación; FC= firmeza de la cuajada; RTO= rendimiento. **P<0.01; ***P<0.001.

En relación con las correlaciones de los sólidos totales (grasa y proteína) con el TC, FC y RTO fueron muy variadas en ambas épocas (Cuadro 3). La grasa presentó correlación positiva solo con el RTO en ambas épocas y la proteína únicamente en secas. Sin embargo, se ha reportado que al aumentar el porcentaje de caseínas y de proteína, la firmeza de la cuajada es mejor, tal como se ha reportado en otros estudios(26,38,40).

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Cuadro 3: Coeficiente de correlación entre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche en época de lluvias TC Grasa Proteína Acidez TC FC RTO

-0.030 -0.203* -0.660*** 1.000 -0.576*** -0.405***

FC 0.067 -0.069 0.121 -0.576*** 1.000 0.350***

RTO 0.328*** 0.08 0.039 -0.405*** 0.350*** 1.000

TC= tiempo de coagulación; FC= firmeza de la cuajada; RTO= rendimiento. *P<0.05; ***P<0.001..

Otro estudio(41) documentó la correlación de varios componentes de la leche (G, P, ST, calcio, entre otros) con la firmeza de la cuajada y el tiempo de bifurcación de la cuajada, pero no para el tiempo de coagulación. A pesar de no coincidir las correlaciones entre épocas, se cumplen las disposiciones reportadas por diferentes autores. Estas diferencias se pueden atribuir a las condiciones de alimentación, como ya se mencionó.

Propiedades fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional por época del año

Se presentaron diferencias significativas (P<0.05) en el porcentaje de grasa, siendo mayor en época de lluvias, al igual que la acidez y humedad (Cuadro 4). En una evaluación realizada a queso Ricotta y Pecorino, el porcentaje de grasa y proteína en leche no presentaron diferencias significativas en los periodos evaluados (primavera, verano, otoño e invierno). Sin embargo, el queso Ricotta si presentó diferencias (P<0.05) en grasa, proteína y humedad(42). En este estudio sólo el porcentaje de grasa en leche-queso se relacionó proporcionalmente, mayor en lluvias y menor en secas, no así para la proteína, pero con un mayor rendimiento en secas (12.6 %). Si bien la relación de sólidos en leche-queso, son significativos en las características finales del producto, también son importantes en el rendimiento; en ese sentido el rendimiento del queso está directamente relacionado con el nivel de grasa y caseína(43). Para efectos de este trabajo los resultados muestran que la proteína es la que influye directamente en el rendimiento.

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Cuadro 4: Análisis de las características fisicoquímicas del queso por época

Secas Lluvias EEM

Grasa (%) 20.6ª 22.2b 0.103

Proteína (%) 18.5 18.7 0.078

Acidez (%) 0.8ª 1.0b 0.011

Humedad (%) 50.4ª 51.3b 0.104

Cloruros (%) 4.2 4.3 0.067

EEM= error estándar de la media. ab Literales diferentes indican diferencias estadísticas (P<0.05).

Conclusiones e implicaciones

Los resultados mostraron que la época del año, ejerció un efecto significativo en las características fisicoquímicas y o tecnológicas de la leche, y la composición del queso, principalmente por la disposición de alimento que se tiene en las diferentes épocas. Si bien los porcentajes de grasa, proteína y acidez, se correlacionan con las propiedades tecnológicas de la leche, la proteína tuvo un mayor efecto en el rendimiento quesero, reflejándose en quesos con bajo contenido de grasa y humedad. Las variaciones de la calidad de la leche y de los quesos al interior de las queserías, es una de las características de productos tradicionales que no cuentan con procesos estandarizados. Con estos trabajos se establecen las pautas tecnológicas que dan muestra de ello, considerándolas como parte de un proceso artesanal y que es parte de su tipicidad.

Agradecimientos

Esta investigación fue apoyada por el proyecto “Programa de desarrollo en la integración y agregación de valor en los eslabones de la cadena productiva caso: quesos mexicanos genuinos”. Financiado por SAGARPA-CONACYT con clave: 1928/2011C. Un reconocimiento especial a los productores de queso de Aculco que colaboraron en este trabajo; que fue posible gracias a los fondos del Consejo Mexicano de Ciencia y Tecnología (CONACYT), y a la Universidad Autónoma del Estado de México (UAEM). Al CONACYT por la beca otorgada a Eric Montes de Oca Flores para llevar sus estudios de Doctorado.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4568 Artículo

Evaluación de las condiciones de bienestar animal de camélidos sudamericanos ingresados al camal municipal de Huancavelica, Perú

Carlos Eduardo Smith Davila a* Galy Juana Mendoza Torres a Claudio Gustavo Barbeito b Marcelo Daniel Ghezzi c

Universidad Peruana Cayetano Heredia. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Perú.

Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Veterinarias. Argentina.

Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Argentina.

* Autor de correspondencia: carlos.smith@upch.pe

Resumen: La crianza de camélidos sudamericanos domésticos, alpaca y llama, es la principal fuente de subsistencia en la zona altoandina peruana. El objetivo del estudio fue evaluar las características de manejo y transporte hacia el camal de los camélidos sudamericanos, considerando los criterios basados en el bienestar animal, usando las lesiones contusas halladas en la carcasa como indicador. Se recolectó información del camal municipal de la ciudad de Huancavelica, Perú. Se seleccionaron 203 canales y se revisaron después de la faena para observar la presencia de lesiones. Se registró información sobre la cantidad de animales transportados, detalles del transporte y características del manejo de los animales. De las 203 canales evaluadas se contabilizó un total de 1,418 lesiones con un promedio de 6.9 ± 0.2 por carcasa, además se registraron cuatro animales con contusión generalizada (1.9 %). Se contabilizaron 27 medios de transporte, siendo la mitad de ellos autos (50.0 %). La presentación de lesiones grados 2 y 3 están asociadas al traslado en cualquier tipo de vehículo (OR= 2.20; IC95%: 1.27 – 3.82) y a la no restricción de visión (OR= 2.26; IC95%: 1.66 – 3.06). También las lesiones extensas están asociadas al tiempo de espera pre-sacrificio mayor a las 24 h (OR= 1.42; IC95%: 0.99 – 2.03). Se evidencia 379

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que las malas características de los vehículos, malas condiciones de transporte y manejo, aumentan la probabilidad de encontrar lesiones en las canales. Por lo tanto, no se cumplen con los criterios de bienestar animal durante el manejo y transporte de los camélidos sudamericanos. Palabras clave: Bienestar animal, Camélido sudamericano, Lesiones, Transporte.

Recibido: 01/08/2017 Aceptado: 26/04/2018

Introducción

Perú posee alrededor del 85 % de los camélidos sudamericanos domésticos (CSA) del mundo, más de 5 millones, de los cuales 4 millones son alpacas y 1.2 millones son llamas(1). La crianza de los CSA es el medio de subsistencia familiar preponderante en la zona altoandina peruana, por su sustentabilidad y las características nutricionales de su carne(2-5). El peso de beneficio en las alpacas es de aproximadamente 50 kg y en las llamas es de unos 63 kg, con un rendimiento de la carcasa del 52 y 55 % respectivamente(2,6). El bienestar animal (BA) es definido por Hughes(7) como el estado de la salud mental y física completa, donde el animal está en armonía con su entorno. El BA tiene connotaciones éticas y comerciales, por esa razón se busca disminuir el estrés perjudicial o diestrés y evitar las lesiones en los animales durante la crianza, el manejo y transporte(8,9). El transporte de los animales hacia el camal constituye un factor de estrés, que se potencia cuanto mayor sea el tiempo de traslado transcurrido en el vehículo(10,11,12). Para este criterio la Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE)(13) da parámetros y regulaciones en su código sanitario destinado al transporte de los animales por tierra (Terrestrial Animal Health Code). El estrés perjudicial o diestrés, provoca elevación de las catecolaminas, cortisol sanguíneo(14,15) y el consecuente consumo de glucógeno muscular y hepático, afectando la formación de ácido láctico y el descenso del pH muscular(16). El pH mayor a 5.8 en la carne origina que ésta se presente oscura, dura y seca (DFD)(17). Las lesiones en las canales traen como consecuencia la disminución de la calidad de la carne y provocan recortes (dressing) de las partes lesionadas, lo que repercute en el precio de venta de la misma(10). A pesar de su importancia, no existen estudios en CSA sobre las condiciones de bienestar durante el transporte hacia los camales. Algunos investigadores(10) han reportado lesiones en el 58 % de las carcasas de bovinos, que evidencian maltrato durante la carga, manejo y transporte de los animales hacia el rastro. La finalidad del presente 380

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estudio consistió en evaluar las características de manejo de los camélidos sudamericanos y los criterios de bienestar animal con relación al transporte hacia el camal. Como indicador de la carencia de bienestar animal se utilizaron las lesiones halladas en las carcasas luego del sacrificio.

Material y métodos

Se recolectó información en el rastro municipal de Huancavelica, Departamento de Huancavelica, Perú. Se evaluaron 203 canales de camélidos sudamericanos y se caracterizó el método de transporte. Se trabajó con un nivel de confianza del 95% y un poder mayor al 80 %, usando el paquete estadístico Infostat/E versión 2015e, basado en reportes hechos por Strappini(18) y Ghezzi(10). Se utilizó una encuesta validada por un grupo de profesionales argentinos dedicados al bienestar animal, con el fin de describir el traslado de los animales hacia el camal. Se recolectó la información del tiempo de traslado en horas hasta el camal, los kilómetros y las características del camino (trocha, pavimento, tierra y mixto). Dentro de las características de manejo se consideró el tipo de sujeción, en cual se utilizaban sogas para atar los miembros anteriores, posteriores o ambos, la restricción de visión, sexo, número total de animales transportados por tipo de vehículo, el medio de transporte (en vehículo o a pie). Los tipos de vehículos fueron autos para cuatro pasajeros, camioneta con tolva, camión de carga, bus de pasajeros o microbuses de pasajeros. Los animales se transportaron en la cabina con y sin pasajeros, la tolva, el techo de los vehículos e incluso en la bodega de los vehículos. La densidad no se pudo calcular debido a las diversas características registradas en los vehículos. Al llegar los animales al camal se observó si no se podían incorporar (caídos) o muertos. Se caracterizó la descarga mediante el tiempo de espera pre-descarga, durante la descarga, pre-sacrificio y la presencia de lluvia. Además, se observó el estímulo de arreo, desde la descarga hasta el corral de descanso y si fueron jalados de las orejas, agarrados del vellón en las zonas laterales del tórax y abdomen, si se utilizaban gritos o silbidos, o en caso de que fueran levantados de la grupa o golpeados en dicha zona. Las lesiones se tomaron por un evaluador en la playa de faenamiento inmediatamente después del proceso de beneficio. Se caracterizaron mediante observación directa y se clasificaron de acuerdo a la profundidad como grado 1 o superficiales cuando involucraban tejido subcutáneo y la parte más externa del músculo, de grado 2 o intermedias a las referidas a daños provocados en el músculo y de grado 3 o profundas a aquellas que presentaban compromiso de todos los planos involucrando el tejido óseo. La

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clasificación de acuerdo con la extensión en tipo A (<25 cm²), de tipo B (25 a 100 cm²), tipo C (>100 cm²), y contusiones generalizadas cuando involucraban al menos una región corporal completa. La medición de acuerdo con la región afectada de la carcasa fue, la región 1 que corresponde a la zona anatómica del miembro pelviano, la región 2 comprende el tórax y del abdomen y la región 3 correspondiente a la cara lateral del miembro torácico, las vértebras cervicales y las primeras cinco vértebras torácicas. Para el análisis de datos se realizó estadística descriptiva paramétrica, no paramétricas y se utilizó la prueba de Ji cuadrada para evaluar la asociación entre las características inherentes al manejo y transporte con la presencia de lesiones encontradas en la carcasa de los CSA. Se calculó la razón de probabilidades (OR), utilizando el procedimiento PROC LOGISTIC del Statistical Analysis Systems, Versión 9.1.3 (SAS, Institute Inc., Cary, NC, USA). El estudio se sometió al comité institucional de ética para animales de la Universidad Peruana Cayetano Heredia (CONS-CIEA-054-2015).

Resultados

Los CSA que llegaron a beneficio fueron, en su mayoría, especímenes machos (64.6 %). Se identificó un total de 1.418 lesiones en todas las carcasas con un promedio de 6.9 ± 0.2 por carcasa.

Los medios de transporte

Se registraron 27 ingresos al camal siendo los CSA transportados en 25 vehículos y dos de ellos se hicieron a pie (7.4 %). El auto es el medio de transporte más utilizado, con 13 traslados (50.0 %) (Cuadro 1).

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Cuadro 1: Características del transporte y manejo de los camélidos sudamericanos domésticos (N=203) Variable Tipo de vehículo: Camioneta Auto Bus Camión Combi A pie Restricción de visión: Con restricción Sin restricción Tipo de sujeción: Miembro posterior Ambos miembros Miembro posterior y hocico Sin sujetar Tiempo de descarga: < 10 minutos > 10 minutos Método de arreo: Mixto Orejas Grupa Vellón Grito Tiempo de descanso: 48 h. 24 h. 1 h. Presencia de lluvia No Si Tipo de camino: Trocha Mixto Pavimento Tierra

Transporte n %

Carcasas %

3 13 4 4 1 2

7.7 50.0 15.4 15.4 3.8 7.7

16 70 25 46 11 35

7.9 34.5 12.3 22.7 5.4 17.2

6 21

22.2 77.8

51 152

25.1 74.9

22 2 1 2

81.5 7.4 3.7 7.4

154 11 3 35

75.9 5.4 1.5 17.2

21 6

77.8 22.2

136 67

67.0 33.0

13 6 3 3 2

48.1 22.2 11.1 11.1 7.4

129 34 17 17 6

63.5 16.7 8.4 8.4 3.0

2 19 6

7.4 70.4 22.2

17 136 50

8.4 67.0 24.6

6 21

22.2 77.8

163 40

80.3 19.7

12 8 6 1

44.4 29.6 22.2 3.7

107 54 36 6

Valor p Extensión Grado <0.001 0.38

0.293

<0.001

0.004

0.383

0.259

<0.001

0.09

0.139

0.005

0.691

0.309

0.741

0.74

<0.001

52.7 26.6 17.7 3.0

Las lesiones en las carcasas Se hallaron 1,418 lesiones en las canales durante la inspección en la playa de faenamiento, de éstas, la mayoría fueron de grado 1 en términos de profundidad (74.0 %), tipo A con relación a su extensión (65.5 %) y la mitad estuvo ubicada en la región 2 (48.8 %) (Cuadro 2).

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Cuadro 2: Distribución de las lesiones de las canales según su profundidad, extensión y ubicación (n= 203) Característica de la lesión Profundidad: Grado 1 Grado 2 Grado 3 Extensión: Tipo A Tipo B Tipo C Generalizado Ubicación: Región 1 Región 2 Región 3

1049 368 1

74.0 25.9 0.1

932 264 222 4

65.5 18.6 15.6 0.3

421 692 305

29.7 48.8 21.5

El 77.8 % de los métodos de transporte reportaron un tiempo de descarga menor a 10 min, el método de arreo más utilizado fue el mixto, en el cual se usan los gritos, objetos, golpes, palmas, entre otros para provocar al animal y estimularlo, con un total de 13 veces (48.1 %). El tiempo de descanso de 24 h previo al sacrificio fue observado en el 70 % de los lotes. La presencia de lluvias durante la descarga se observó en 21 de los 27 lotes que llegaron al rastro. El tipo de camino más reportado por los transportistas fue la trocha, o vereda (44.4 %). Estas variables no constituyeron un factor de riesgo para la presentación de lesiones en las carcasas. El transporte en vehículos representa más del doble de chance (OR= 2.20; IC 95 %: 1.27 - 3.82) para que se encuentren lesiones de grado 2 y 3 en comparación con los CSA que se trasladan a pie, pero esto no influyó en la extensión de las lesiones (Figura 1). Por otro lado, la no restricción de visión (OR= 2.26; IC 95 %: 1.66 – 3.06) constituyó un factor de riesgo dos veces igual al anterior para la presentación de lesiones extensas (tipo C), al igual que el tiempo de espera pre-sacrificio mayor a 24 h (OR= 1.42; IC 95 %: 0.99 – 2.03) (Cuadro 3).

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Figura 1: Posible relación causa efecto para la presencia de lesiones ocasionadas por el transporte Transporte

Lesión

Descripción

Jalón del vellón cercano a la base de la cola para la descarga y la caída brusca sobre el suelo

Lesión irregular en la zona glútea que va hasta la base de la cola

Descripción

Pisadas sobre el animal al bajar los pasajeros

Lesión moteada en la región del lomo

Descripción

Transportados en el baúl de equipaje y caída brusca al momento de descarga

Combinación de dos lesiones. (A) lesión lineal (B) lesión circular

Cuadro 3: Factores asociados a presentación de lesiones en camélidos sudamericanos domésticos según extensión y grado Extensión OR IC 95% Tipo de vehículo Restricción de visión Tiempo de descanso

2.20 1.19 1.42

1.27 – 3.82 0.86 – 1.65 0.99 – 2.03

OR= razón de probabilidades.

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Grado OR IC 95% 0.86 2.28 1.13

0.61 – 1.22 1.67 – 3.11 0.85 – 1.5

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Discusión

El mal manejo de los animales, se pone en evidencia al encontrar que el total de las carcasas presentaron al menos una lesión luego del sacrificio, lo cual concuerda con lo reportado por otros investigadores(19), que en 264 canales bovinas estudiadas, observaron que el 92 % presentaron al menos una lesión y en promedio 3.5 lesiones por carcasa. El manejo y el transporte de animales constituyen la etapa más estresante y peligrosa en toda la cadena productiva pecuaria(5,20,21). Así, se halló que, en los camiones y microbuses, se presentó el mayor promedio de lesiones atribuidas al transporte con 85.5 y 83.5 % respectivamente. Además, se comprobó la existencia de maltrato, provocado mediante golpes con puños y pies, el pararse sobre el animal, golpes con varas de madera, sogas, látigos y piedras, entre otras actividades estresantes (Cuadro 1). El uso de una manga oscura tiene un efecto calmante sobre el ganado(22), en concordancia con los resultados de este trabajo, que reflejan que los animales trasladados con restricción de la visión, se mantuvieron más calmos durante el transporte, y como consecuencia presentaron menor número de lesiones. En los CSA la lluvia no representó un factor de riesgo para la presentación de lesiones, a diferencia de lo reportado en el traslado de bovinos(23). Esto podría deberse a que los CSA tienen almohadillas digitales, que les proporciona una mayor capacidad para adherirse a la superficie de contacto. El 70 % de los animales transportados tuvieron un tiempo de espera pre-sacrificio mayor a las 24 h, lo cual constituye un factor de riesgo para la presencia de lesiones extensas; dicho evento puede explicarse por la mezcla de animales provenientes de diferentes lotes, y su búsqueda por establecer jerarquías en los corrales; para ello los CSA presentan conductas agonísticas y sugieren que las lesiones son consecuencia de la lucha entre ellos. Los resultados descritos por otros autores(17,24,25) concuerdan, con lo encontrado en este trabajo, ya que las lesiones que se presentan en mayor cantidad son las de grado 1, seguidas por las de grado 2 y con una muy baja presentación de las lesiones grado 3. Si se tiene en cuenta la distribución de las lesiones según la región corporal, en bovinos existe un predominio de lesiones grado 1 (tejido subcutáneo) y de una extensión pequeña (2 a 8 cm de diámetro), pero preferentemente en las regiones de la pierna, cresta iliaca y abdomen. En cambio, se observa que las regiones del lomo, paleta y tórax fueron afectadas por lesiones más extensas y profundas(19). En el presente estudio, se halló que el 48 % de las lesiones se ubicaron entre el tórax y el abdomen. Al considerar las posibles causas de éstas, se nota que las características corporales de las alpacas y llamas, con escasa cobertura de tejido adiposo, conjuntamente con la escasa disponibilidad de espacio y el diseño inapropiado de los vehículos para el traslado, facilita la producción de golpes y traumatismos contra la superficie, paredes y piso, afectando el bienestar de los animales.

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Otra posible explicación, lo constituye la sujeción mediante sogas que se anudan en los miembros posteriores, los cuales rodean la parte caudal del abdomen y la región craneal de la grupa. Los intentos de estos por incorporarse, hacen que se produzcan lesiones al rozar con las sogas que provocan daños superficiales extensas, además de golpearse unos contra otros, con las paredes laterales o el propio piso. Los medios de sujeción inadecuados muchas veces causan estrés innecesario en los animales, además de provocar lesiones producto de la misma sujeción. Existen pautas para el traslado de los camélidos y consideraciones para el uso adecuado del método de traslado, tamaño del vehículo y cantidad de animales a ser cargados(26,27,28); mientras que en Perú se dispone de la Guía de buenas prácticas ganaderas de Perú – SENASA(29), pero no se hace mención específica sobre los camélidos sudamericanos. Es deseable que los CSA deben tener suficiente espacio para permanecer calmados durante el transporte. Además, se deben tomar precauciones adicionales como el suministro de alimento y agua como lo reportan las adecuaciones a la normativa de la OIE (26) durante largos períodos de transporte. En cuanto a los medios de transporte, los camiones son los únicos que podrían cumplir con las necesidades de diseño para brindar las condiciones de bienestar y confort, considerando que para una alpaca de 40 a 55 kilos de peso corporal se requiere una densidad de carga de 0.55 m²(5).

Conclusiones e implicaciones En el camal municipal de Huancavelica se comprobó que son escasas las condiciones de bienestar animal durante el transporte y manejo de los camélidos. Esto fue evidenciado por la presencia de lesiones contusas en todas las carcasas, siendo las más frecuentes las de grado 1, superficiales y ubicadas en las regiones del tórax y el abdomen. La ausencia en las condiciones de bienestar animal disminuye la calidad de la carne obtenida, sus características tecnológicas, como las propiedades necesarias para su almacenamiento y transformación, las cuales se ven afectadas disminuyendo el tiempo de conservación, además se provocan pérdidas económicas por recortes de las zonas lesionadas. Los consumidores de alimentos provenientes de los CSA tienen una preocupación creciente para que su producción se realice en condiciones aceptables de bienestar y manejados en forma humanitaria durante el transporte y el sacrificio. Esto ha llevado a un aumento de las exigencias legales y reglamentarias en torno al bienestar animal. En América Latina y especialmente en el Perú, no se cuenta con una regulación sobre el bienestar de los CSA, por lo tanto, es imperante legislar teniendo como base a los resultados de investigaciones realizadas sobre el tema, ya que éstas no solo tienen una connotación ética sino también económica. Además, es necesario capacitar al personal, sobre bases reales con datos aportados por la investigación científica, en el trato de los CSA para lograr mejoras en términos de bienestar animal y calidad de la carne.

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Agradecimientos Se agradece al Proyecto de Cooperación Científico-Tecnológico entre el Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica del Perú (CONCYTEC) y el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de Argentina (MINCYT), en el proyecto “Identificación, a partir de estudios de bienestar animal, embriológicos y reproductivos, de los puntos críticos en la cadena de producción de carne de camélidos sudamericanos domésticos, con impacto en la salud y en el bienestar del poblador altoandino y otros consumidores” Acuerdo N° PE/13/01. Por el apoyo financiero.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4526 Revisión bibliográfica

Ácidos hidroxicinámicos en producción animal: farmacocinética, farmacodinamia y sus efectos como promotor de crecimiento. Revisión

Edgar Fernando Peña-Torresa Humberto González-Ríosa* Leonel Avendaño-Reyesb Nidia Vanessa Valenzuela-Grijalvaa Araceli Pinelli-Saavedrac Adriana Muhlia-Almazánd Etna Aida Peña-Ramosa

Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.C. Laboratorio de Ciencia y Tecnología de la Carne, (CIAD A.C.), Carretera a la Victoria km. 0.6. Hermosillo, Sonora 83304, México. b

Universidad Autónoma de Baja California. Instituto de Ciencias Agrícolas, Baja California, México. c

CIAD A.C. Laboratorio de Nutrición Animal, Hermosillo, Sonora, México.

⃰

CIAD A.C. Laboratorio Bioenergética y Genética Molecular. Hermosillo, Sonora, México.

Autor de correspondencia: hugory@ciad.mx

Resumen: El uso de aditivos de origen natural en producción animal ha tomado gran importancia en el sector pecuario, debido a su potencial de promover el crecimiento de una forma similar a los compuestos sintéticos como hormonas y antibióticos, pero sin causar posibles daños a la salud del animal, del consumidor o detrimento en la calidad de la carne. En los aditivos de origen natural existe una amplia variedad de compuestos, que son extraídos de distintas partes de las plantas, donde se toman ciertos aceites 391

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esenciales, mezclas de compuestos o compuestos aislados para utilizarse como remedios medicinales o suplementos alimenticios. Dentro de estos extractos, se encuentran los ácidos hidroxicinámicos, presentes en una gran variedad de vegetales, frutas y granos; los cuales presentan interesantes propiedades bioactivas como son, antioxidantes, antimicrobianos, preventivos de enfermedades cardiovasculares e inmunomoduladores. El uso de este tipo de aditivos en producción animal aún es limitado, pero se sugiere que su inclusión puede ser favorable como una estrategia para promover el crecimiento; sin embargo, dos aspectos importantes a estudiarse en los ácidos hidroxicinámicos es su farmacocinética y farmacodinamia, y a partir de allí establecer las condiciones de dosis, períodos de uso y efectos, además las posibles rutas y biotransformaciones que pueden ocurrir en el organismo animal. Esta revisión discute sobre la inclusión de ácidos hidroxicinámicos en dietas de animales de engorda, propiedades farmacocinéticas y farmacodinamias, y los hallazgos como promotores de crecimiento y sus efectos en la calidad de la carne. Palabras clave: Ácidos hidroxicinámicos, Rumiantes, Monogástricos, Farmacocinética, Farmacodinamia, Promotor de crecimiento.

Recibido: 12/06/2017 Aceptado: 26/04/2018

Introducción

En la actualidad, está comprobado que la implementación de promotores de crecimiento de tipo sintético en producción animal genera mejores ganancias de peso en corral, y mayores rendimientos de carne magra(1); no obstante, se han encontrado repercusiones negativas con el uso de estos compuestos, los cuales han ocasionado detrimento en algunos parámetros de la calidad de la carne(2,3) y riesgos de intoxicación debido a la residualidad de los compuestos sintéticos en las vísceras y carne(4-7). En países de la Unión Europea y Asia, se ha restringido el uso de estos compuestos debido a los riesgos de residualidad que pueden provocar(4), por lo que resulta una limitante para los países importadores que utilizan este tipo de tecnologías, lo cual lleva a importantes pérdidas económicas, por lo que la industria de la carne ha tratado de buscar opciones seguras para promover el crecimiento animal. Es por lo anterior, que una de las alternativas recientemente implementadas es el uso de compuestos naturales de origen vegetal, mejor conocidos como fitoquímicos (FQ). Los FQ son metabolitos secundarios no nutricionales utilizados por las plantas para protegerse contra microorganismos, plagas y herbívoros; su clasificación es compleja, y 392

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puede ser de acuerdo a diferentes propiedades como su función biológica, origen, estructura química o pureza, donde en esta última se clasifican en polifenoles, isoprenoides, aceites esenciales y fitoestrógenos(8,9). La forma de uso puede ser utilizando partes enteras o subproductos de la planta, tales como raíces, hojas, corteza; o bien, los compuestos bioactivos presentes en la planta como aceites esenciales, compuestos aislados o mezclas de compuestos(10). La mayoría de los FQ se catalogan como generalmente reconocidos como seguros (GRAS “por sus siglas en inglés”), los cuales se han utilizado durante años en humanos como medicina alternativa y remedio para padecimientos crónicos(7,11). Asimismo, los FQ se han llevado a la práctica en producción animal con la finalidad de combatir infecciones, mejorar el estatus de salud para sobrellevar un desarrollo óptimo de los animales a lo largo de las etapas de crecimiento, y así sustituir a las sustancias sintéticas implementadas de manera rutinaria como antibióticos, hormonas y agonistas adrenérgicos β(12). Dentro de los FQ se encuentran los ácidos hidroxicinámicos (AH) los cuales son un grupo de fenoles presentes en plantas, frutas, raíces, granos, semillas; los más conocidos son el ácido caféico, ferúlico, p-cumárico, sináptico y clorogénico(13). Su uso no sólo se ha limitado a combatir padecimientos o enfermedades en humanos, también pueden ser incorporados en la dieta animal ya sea intrínsecamente como parte del alimento o de forma aislada, con la finalidad de ejercer cambios fisiológicos que contribuyan a un efecto en el crecimiento(14). Recientemente, algunos estudios han reportado cambios favorables con AH suplementados de forma exógena en la dieta animal, generando mejoras en el crecimiento, salud animal y calidad de la carne(15,16,17). Sin embargo, para elucidar el mecanismo involucrado totalmente, se necesita conocer la cinética y cómo los AH son aprovechados por el organismo, cuánto es el tiempo de vida media que poseen (absorción, distribución, metabolismo y excreción), la biodisponibilidad y la farmacodinamia, que es la relación directa entre el aditivo o fármaco suplementado y el sitio de acción, biotransformación y modificaciones fisiológicas, y los cambios que pueden ocurrir en el metabolismo(18). La controversia actual al utilizar los AH y la mayoría de los aditivos naturales, es tratar de encontrar las dosis efectivas y las posibles rutas involucradas en el crecimiento, la deposición muscular y el aprovechamiento de nutrientes, para tratar de sugerirse como alternativa ante los compuestos promotores de crecimiento sintéticos. Esta revisión discute las posibles vías de absorción, biotransformación y cambios metabólicos ocurridos cuando los AH son suplementados en animales de engorda, con el propósito de buscar un efecto promotor del crecimiento y sin afectar negativamente la calidad de la carne.

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Definición, fuentes y propiedades de los ácidos hidroxicinámicos

Los ácidos hidroxicinámicos se derivan del ácido cinámico, normalmente están presentes en plantas y frutas en forma de ésteres de ácidos orgánicos o glucósidos o inclusive unidos a proteínas y otras moléculas de la pared celular como celulosa, xilanos y lignina(13,19). Estos AH se encuentran en gran cantidad y son productos secundarios del metabolismo en plantas, los cuales estas mismas los sintetizan mediante la vía del shikimato, donde el aminoácido fenilalanina es el precursor de los AH en esta ruta, se conoce que estos compuestos son usados por las plantas como defensa ante patógenos e insectos(8,20). Recientemente se han estudiado sus posibles efectos bioactivos y beneficios en humanos y animales cuando son utilizados como suplementos alimenticios: estas propiedades bioactivas incluyen su efecto antioxidante, antimicrobiano, preventivo de enfermedades crónicas como el cáncer, arterosclerosis y últimamente se ha indagado su efecto como promotor de crecimiento con fines zootécnicos(21,22,23). Los AH se pueden extraer desde la pared celular mediante métodos alcalinos y enzimáticos(24,25,26), su estructura básica es un fenilpropanoide, donde el ácido cafeico, es el más predominante en la naturaleza(27). El principal atributo de los AH es su actividad antioxidante, debido a los grupos hidroxilo presentes en el anillo aromático(22). Esta capacidad se ha demostrado en modelos in vivo e in vitro con la finalidad de prevenir o tratar diferentes enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo como cáncer, diabetes, alteraciones cardiovasculares y enfermedades inflamatorias(13,28,29,30). Recientemente, el efecto antimicrobiano ha tomado un interés en función de su capacidad para inactivar o eliminar bacterias patógenas, inclusive modificar la microflora intestinal con el objetivo de mejorar el aprovechamiento de nutrientes, además de reducir la incidencia a enfermedades mediante un óptimo funcionamiento del sistema inmune(31,32,33). Con base a ello, existe un amplio campo de posibilidades para utilizarse en animales de engorda, primero con la finalidad de sustituir a las moléculas sintéticas y segundo con la posibilidad de aprovechar sus diferentes propiedades bioactivas.

Ácidos hidroxicinámicos como aditivos en animales de engorda

La siguiente temática aborda algunos reportes de AH suplementados en ganado y sus potenciales actividades biológicas que estos compuestos pueden generar. Las nuevas 394

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perspectivas de los consumidores de carne se centran en la demanda de productos más saludables de fuentes naturales, evitando el riesgo que puede generar al consumir productos sintéticos tanto en la salud como en la calidad de la carne. Los supuestos de cómo pueden actuar los AH al suplementarse como aditivos son diversos, ya sea como antibiótico, ionóforo, antioxidante, antiinflamatorio, anabólico o mejorador de la palatabilidad, y en la mayoría de los casos sin comprometer la salud y calidad de la carne(34,35) (Figura 1). En contraste con algunas sustancias sintéticas que se usan por tiempo limitado y en ciertas etapas del crecimiento animal, al menos los AH u otros compuestos fitoquímicos no se han encontrado limitantes en una fase de crecimiento específica en el animal o posible daño por efectos residuales de estos compuestos(36,37,38).

Figura 1: Principales ácidos hidroxicinámicos, fuentes, estructura y posibles beneficios en producción animal.

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Evaluación de ácidos hidroxicinámicos en pruebas de comportamiento y calidad de la canal

La inclusión de AH de forma aislada en pruebas de comportamiento aún es limitado, y no hay pruebas suficientes que eluciden un beneficio productivo en animales(10,39). El ácido ferúlico (AF) es uno de los AH que recientemente se ha probado en animales de engorda con el objetivo de buscar un efecto promotor del crecimiento. Sin embargo, el mecanismo de acción se desconoce y sus efectos han sido contradictorios y no del todo consistentes. En cerdos(40) recibiendo 100 mg de AF/kg de alimento por 28 días, no se presentaron mejoras ni en comportamiento productivo ni en los cortes primarios en canal. Por su parte en corderas(41) suplementadas con 300 mg de ácido ferúlico/día por 34 días, no se encontraron diferencias en comportamiento productivo respecto a los animales sin aditivo, solamente se mejoró el área de ojo de costilla de la canal (control= 16.61 vs AF= 18.0 cm2), lo cual puede ser un indicativo de una mayor deposición muscular en el animal. Un efecto promotor de crecimiento se encontró en vaquillas en finalización, donde se probaron dos dosis de AF (5 y 10 mg/kg peso vivo/día) y se encontraron resultados interesantes, ya que la ganancia diaria de peso fue mayor en las dosis de AF (1.02 y 1.24 kg/día) respecto al control (0.93 kg), y la conversión alimenticia se mejoró hasta un 20 %; asimismo el rendimiento de las canales fue 1.64 % mayor que el control y en la dosis de 5 mg de AF, el área de ojo de costilla fue más grande que el control (85.61 vs 82.12 cm2)(42). En otro estudio donde se suplementó 15 mg/kg de alimento de AF a cerdos en finalización, se observó un espesor de la grasa dorsal similar entre los cerdos suplementados con el β-agonista ractopamina y AF (9.60 y 9.67 mm, respectivamente)(43), lo cual sugiere una posible activación de la hormona sensible a lipasa a nivel de grasa subcutánea, la cual es la responsable de la lipólisis, y donde gran parte de esta energía generada es aprovechada por el organismo animal para redirigirla a otras funciones metabólicas como la deposición muscular. En el mismo sentido, se ha reportado que AF incrementa la síntesis de hormonas endógenas entre las cuales se encuentra prolactina y hormona del crecimiento, lo que se puede traducir en una mayor deposición de músculo(44). Sin embargo, es necesario realizar más investigaciones a nivel celular y de metabolitos en sangre para aseverar si AF actúa como un promotor de crecimiento de tipo anabólico. Por otro lado, el ácido cinámico en su forma pura aún no ha sido estudiado in vivo con animales de engorda; sin embargo, un estudio in vitro demostró que el ácido cinámico es reconocido en células 3T3-L1 de los adipocitos, y que estimula la activación de la AMPk y mejora la sensibilidad a la insulina causando una posible alteración en el perfil de ácidos grasos(45). El cinamaldehído no es un AH, pero es un compuesto presente en 396

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fuentes similares que el ácido cinámico, y a partir de este compuesto se puede sintetizar ácido cinámico en el animal. Un reporte indica que al suplementar cinamaldehído (400 y 800 mg/día) en novillos durante 28 días, la ganancia diaria de peso se mejoró (2.18 y 2.08 kg vs 1.97 kg dieta control) y el área de ojo de costilla se incrementó respecto al control (89.5 vs 86.3 cm2)(46); basándose en esto, los autores sugieren que el cinamaldehído modifica las poblaciones microbianas y cambia el perfil de ácidos grasos volátiles, efecto que produce una mejor digestibilidad de nutrientes, reducción de gas metano y se aprovecha esta energía para re-direccionarla hacia el crecimiento del músculo; sin embargo, una dosis elevada de cinamaldehído (1,600 mg/día) puede disminuir la fermentación ruminal y de esta forma, reducir la disponibilidad de proteína microbiana y de alimento, y así causar un detrimento en la nutrición del animal(47). Se ha planteado la hipótesis de que en rumiantes, los compuestos fenólicos como ácido cinámico, p-cumárico y ferúlico, podrían perderse en el líquido ruminal por absorción y utilización por los microorganismos del rumen o hidrogenación por bacterias específicas que provocan una limitación en el crecimiento(48), y contradictoriamente otros autores indican que los monómeros fenólicos que se encuentran en el forraje se pueden liberar y absorber en el tracto gastrointestinal y posiblemente provocar cambios benéficos en el animal(49,50). Estudios in vitro y en ratones con ácido ferúlico, muestran posibles actividades reductoras de grasa, debido a una disfunción de los adipocitos, y que involucra un menor crecimiento de preadipocitos, detrimento de los ácidos grasos y colesterol en hígado y plasma(51,52). Por su parte, el ácido caféico y ácido clorogénico muestran una inhibición de enzimas responsables de la síntesis de ácidos grasos tales como la ácido graso sintasa y 3-hidroxi-3-metilglutaril CoA(53,54). En base a lo revisado, la suplementación de los AH en el ganado tiene repercusiones favorables sobre un efecto promotor del crecimiento, por lo que es necesario indagar en más estudios para aseverar si existe esta actividad promotora. Se ha encontrado que estos monómeros fenólicos provenientes del forraje o adicionados exógenamente pueden tener un efecto negativo en rumen y actuar como antimicrobiano en las poblaciones celulolíticas y limitar el aprovechamiento de energía de los carbohidratos estructurales del forraje, esto se comprobó en un estudio en cultivo ruminal con 0.2 % de p-cumárico y clorogénico donde se ejerció tal efecto inhibitorio(50,55). No obstante, los AH presentes en la lignina del forraje presentan digestibilidad en diferentes secciones del tracto gastrointestinal, mayormente en rumen, abomaso e íleon, lo cual puede indicar un potencial de diversas interacciones, tanto positivas como negativas, entre los AH y los procesos biológicos de la digestión y el metabolismo de los rumiantes(50) . Con base a lo reportado con AF en cerdos y bovinos donde se han probado dosis y tiempos, se pueden sugerir dosis bajas (5 mg/kgPV/día) durante tiempos no mayores a 30 días para la suplementación de otros AH con la finalidad de buscar un efecto promotor de crecimiento; sin embargo, cada monómero puede actuar, absorberse y 397

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metabolizarse de diferente manera, por lo cual al suplementar estos aditivos con fines productivos, es necesario monitorear de cerca el estado de salud del animal.

Cambios en la calidad de la carne de animales suplementados con ácidos hidroxicinámicos

La oxidación y el crecimiento microbiano son las principales causas de la pérdida de calidad de la carne fresca, lo que lleva al detrimento de propiedades nutricionales, sensoriales, funcionales y de salud para el consumidor; generando un rompimiento en la cadena de producción animal y por consecuencia, pérdidas económicas importantes para la industria cárnica(56,57). Con base a esto, la industria ha probado antioxidantes tanto sintéticos como naturales, con el propósito de mejorar la calidad y estabilidad de la carne y los productos cárnicos(58,59,60). El uso de aditivos desde la dieta animal se realiza con la finalidad de reducir los procesos de oxidación, formación de compuestos volátiles y deterioro microbiano en la carne, manteniendo la calidad nutricional y extendiendo la vida de anaquel de la misma, todo lo anterior desde el metabolismo animal(31,61). En realidad, existe una gran variedad de compuestos y mezclas utilizadas en la dieta animal para ejercer este efecto protector en la carne, donde uno de los principales es la vitamina E(62,63,64); pero en el contexto de los AH los estudios son escasos. Sin embargo, debido a la alta capacidad antioxidante de los ácidos ferúlico, cafeico y p-cumárico, se pueden sugerir como suplementos alimenticios para prevenir la oxidación lipídica de la carne mediante inhibición de la formación de productos primarios y secundarios, por ejemplo la reducción de la formación de malonaldehído (MDA)(17,40,65,66). Se ha evidenciado que los fitogénicos pueden mejorar la calidad de la carne de cerdos y bovinos(67,68); específicamente se ha demostrado que AF en dosis de 5 y 6 mg/kgPV/día durante 30 días en dieta de bovinos, se logra retardar la oxidación de lípidos, obteniéndose valores por debajo de 1 mg de MDA/kg carne al día 10 de almacenamiento bajo condiciones de refrigeración, aunado a una reducción en la formación de metamioglobina, respecto a la carne de los animales no suplementados, confirmándose así, un efecto protector contra la oxidación de los ácidos grasos poliinsaturados y de la proteína mioglobina(17,69). En el mismo sentido, se encontró un efecto protector de AF (100 mg/kg alimento) mezclado con vitamina E (400 mg/kg alimento) al suplementarse en cerdos en finalización, generando valores de TBA en músculo menores que el control, y con una menor dureza de la carne(40). No obstante de la potencial actividad antioxidante, suplementaciones por un largo periodo o a dosis altas de compuestos fenólicos pueden causar un efecto pro-oxidante en la carne y acelerar la oxidación de los ácidos grasos y proteínas; particularmente se ha 398

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visto que AF suplementado en bovinos a 6 mg/kgPV/día durante 60 días(17) o 10 mg/kgPV/día por 30 días(69) previo al sacrificio, genera valores de MDA/kg de carne por encima de 2 mg desde el día 3 de almacenamiento y hasta un 30 % de formación de metamioglobina a los 7 días de almacenamiento. El efecto prooxidante de AF después de la suplementación por tiempo prolongado o una dosis alta, posiblemente se debe a una alta acumulación de esta molécula en el músculo, generando un estímulo para el inicio de la oxidación; es conocido que una alta concentración de antioxidantes afecta la estabilidad de metales traza, lo que puede alterar la estabilidad de la proteína mioglobina causando su oxidación(70,71). En engordas comerciales es común utilizar vitamina E durante la fase de finalización o en etapas anteriores(58,60), con la finalidad de mantener la estabilidad del color de la carne y retardar su oxidación durante el almacenamiento; los AH pueden ejercer un beneficio similar aunado al efecto promotor que puede provocar en el metabolismo animal y deposición de este antioxidante en músculo, por lo que se puede obtener un doble beneficio o inclusive utilizarse como coadyuvante a la vitamina E; esta sinergia se ha probado en cerdos, y se encontró que una mezcla de AF (100 mg/kg alimento) y vitamina E (400 mg/kg alimento) reducen un 50 % el contenido de MDA en músculo Longissimus dorsi y se incrementa el área de ojo de costilla respecto a la dieta control (44.70 vs 37.17 cm2)(40), por lo que buscar combinaciones de compuestos puede resultar benéfico para el productor.

Propiedades farmacocinéticas de ácidos hidroxicinámicos en producción animal

Los estudios de farmacocinética con FQ, especialmente los relacionados con el uso de AH en ganado de engorda, aún son limitados e inclusive no son del todo claros; sin embargo, algunos reportes muestran que estos compuestos al ser suplementados o consumidos a través de la dieta sí logran llegar al sistema portal y así, estar biodisponibles para el organismo(72-76). La farmacocinética se define como la ruta que puede tomar algún fármaco o compuesto una vez consumido hasta excretarse y conocer las tasas de absorción en diferentes órganos, esto con el objetivo de saber si el compuesto se aprovecha por el organismo o no. Los AH, pueden añadirse en forma pura o en combinación con otros AH y se plantea la hipótesis de que estos se absorben en cierta cantidad en el estómago y en mayor proporción en el intestino, para llegar al torrente sanguíneo y ejercer los cambios fisiológicos, como la capacidad de reducir la oxidación en tejidos como hígado y músculo(23,77); sin embargo, la tasas de absorción de estos compuestos en el tracto gastrointestinal y el alcance al torrente sanguíneo pueden variar debido a enzimas, microorganismos presentes en rumen o intestino, factores de estrés y especie animal y biotransformaciones que pueden sufrir como glicosilación o sulfatación de estos(72,78). 399

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Una de las características de algunos AH es su tamaño tan pequeño, que pueden llegar a cruzar el tracto gastrointestinal mediante difusión pasiva, principalmente en el estómago e intestino delgado, para ser absorbidos y depositados en distintos órganos con la ayuda de transportadores como la albúmina(54). Posteriormente, estos compuestos ya absorbidos cambian su polaridad y se hacen más afines al agua, para ser excretados en la orina a través de los riñones en su forma glicosilada(79). La mayoría de los estudios se centran en modelos murinos, y elucidar una posible ruta y farmacocinética de AH en animales de engorda es complejo(33,80); cabe destacar que el sitio de absorción depende de la especie, dieta utilizada, fisiología, estado de salud, genética entre otros. Por lo tanto, es interesante revisar algunos informes con rumiantes y no rumiantes y así aseverar cuales AH son los más efectivos o están más biodisponibles para actuar en el organismo.

Farmacocinética de ácidos hidroxicinámicos en rumiantes

En los rumiantes, el metabolismo y la cinética de los compuestos fenólicos incluidos los AH es muy complejo porque se presentan varias modificaciones principalmente en rumen; cuando el rumiante consume un ácido fenólico, el primer sitio de acción donde se modifica al AH es el rumen, ya que las poblaciones microbianas y el ambiente anaerobio ocasionan una hidrogenación rápida de compuestos fenólicos, una deshidroxilación y una subsiguiente biotransformación al ácido fenilpropiónico. Posteriormente este fenilpropionato es absorbido en el torrente sanguíneo y llega al hígado, produciéndose una β-oxidación para finalmente excretarse en forma glicosilada o ácido libre(81). Algunos estudios farmacocinéticos han mostrado la ruta y la modificación del ácido ferúlico, ácido cafeico y cinámico en rumiantes; dos estudios con ácido ferúlico suplementado en ovinos y vacas lactantes indicaron que éste se absorbe dentro de las primeras 5 h después de la administración. En las vacas el muestreo se hizo a intervalos de tiempo más cortos, y se observó que la concentración de ácido ferúlico aumentó al inicio y durante las primeras 6 h post-administración y disminuyó con el tiempo hasta regresar a los niveles basales (14 h después de la dosificación), lo cual sugiere una rápida absorción; así mismo, posiblemente la parte del compuesto que no fue modificada en rumen se absorbió posteriormente en bajas concentraciones(72,73). En el líquido ruminal pueden encontrarse una gran variedad de compuestos fenólicos provenientes de la dieta, siendo el ácido 3-fenilpropiónico el más abundante (50 a 80 %), y el ácido cinámico presente en una proporción mínima (7 %)(49,82). Es necesario indicar que la estructura de los AH depende de los microorganismos del rumen y las cantidades de dosis administradas, donde aproximadamente un 0.4 % de estos aditivos en dieta puede perjudicar negativamente el crecimiento y aprovechamiento de la dieta(55); además la degradación del forraje, particularmente lignina, puede verse 400

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comprometida su degradación debido a la liberación de AH, mayormente AF y limitar el crecimiento de bacterias celulolíticas; por su parte ácido p-cumárico presenta enlaces ésteres más fuertes, por lo que su liberación se da en menor cantidad que AF(50,83); las bacterias celulolíticas del rumen son microorganismos responsables de degradar los compuestos fenólicos a través de la hidrogenación de la cadena lateral del AH, lo cual limita su biodisponibilidad, por lo que es necesario indagar en pruebas futuras con distintas especies de microorganismos presentes en el rumen, ya que pueden generar cambios importantes en los AH suministrados, también sería de interés cuantificar los cambios en las poblaciones microbianas y los ácidos grasos volátiles, los cuales son de suma importancia en el aprovechamiento de los nutrientes en el animal(72,84). Una alternativa para evitar estas biotransformaciones de los AH en el rumen, puede ser suministrarlos en forma protegida como encapsulación o saponificación, y así llegar a tejidos diana y ejercer sus efectos bioactivos. La encapsulación consiste en la formación de partículas lipídicas de pequeño tamaño (nano y micro partículas), capaces de almacenar y estabilizar sustancias bioactivas como sales, aminoácidos, proteínas o compuestos fenólicos, protegiéndose de interacciones con el ambiente y controlando su liberación en un sitio específico del organismo o tejido blanco(85,86). Debido a la complejidad de bacterias en el rumen y su importancia en el aprovechamiento de nutrientes para el animal, diferentes estudios se han enfocado en el uso de la encapsulación con la finalidad de dirigir compuestos hacia tejidos diana, o que el compuesto sea aprovechado por ciertas poblaciones bacterianas mediante la liberación controlada del compuesto. Sustancias como resveratrol, ácido fumárico, probióticos, ácido linoleico conjugado, ionóforos, entre otros, se han implementado con la finalidad de disminuir las emisiones de metano mediante cambios en la población del rumen o estabilizar la microbiota intestinal(86-89).

Farmacocinética de ácidos hidroxicinámicos en monogástricos

Los compuestos fenólicos en monogástricos son más capaces de conservar su estructura y tener una menor tasa de degradación-transformación, por lo que se asevera que pueden tener cierto efecto principalmente como antioxidantes, ya que debido a su rápida absorción y aparición en torrente sanguíneo, pueden prevenir la generación de radicales libres por estrés oxidativo(23,40). Además, dentro de las actividades biológicas de los AH, se han reportado propiedades como agentes antimicrobianos en la microbiota intestinal o contra especies patógenas, y reducción de procesos inflamatorios, mejorando la absorción de nutrientes por la mejoría en la fisiología de intestino(31). Sin embargo, la estructura inicial dependerá del AH suministrado y deben tomarse en cuenta todos los cambios estructurales que pueden sufrir, lo cual podría limitar sus efectos(24,78). En los monogástricos como el cerdo, el ácido cinámico proviene del cinamaldehído presente en el alimento, y más tarde se oxida a ácido cinámico en el estómago e 401

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intestino delgado. Su vida media estimada para este compuesto oscila entre 3 y 5 h después de la administración. Debido a la posible circulación de ciertos AH en el torrente sanguíneo, también se requieren de transportadores que los lleven al tejido diana correcto, como es el caso de la albúmina sérica, que es uno de los principales acarreadores de metabolitos para el organismo y que recientemente se ha demostrado su afinidad al ácido clorogénico, ácido ferúlico y ácido cinámico; lo cual puede ser de interés para indagar sobre su afinidad en órganos como hígado, riñones, intestino y tejido muscular(54). Los estudios con ácido cafeico y ferúlico, muestran que estos compuestos son absorbidos rápidamente en el estómago y el intestino delgado, de manera similar al ácido cinámico (aproximadamente 90 %)(25). El ácido cafeico presenta una rápida absorción que ocurre las primeras 2 h post-alimentación; sin embargo, también puede sufrir absorción pasiva en el estómago, debido a su forma no ionizada(53). Los AH después de ser absorbidos en el organismo, se pueden encontrar en el plasma o la orina de forma intacta, o conjugados como glucurónidos, sulfatos o sulfoglucurónidos. Sin embargo, las poblaciones microbianas del intestino pueden transformar los AH dependiendo de su interés por estos metabolitos. Por otro lado, se sabe también que los transportadores de ácido monocarboxílico son responsables de la absorción de algunos ácidos fenólicos (incluyendo AH); por lo tanto, estos transportadores se presentan en diferentes tejidos(24) y también podrían estar implicados en el transporte de los procesos de absorción en los tejidos diana como el hígado, la grasa o músculo.

Biodisponibilidad de ácidos hidroxicinámicos

Cuando una sustancia como los fármacos o compuestos dietarios se suministran, en el organismo se producen una serie mecanismos que alteran su estructura y reducen la biodisponibilidad de estos compuestos para ejercer su efecto biológico; por tanto, la biodisponibilidad puede definirse como el porcentaje o fracción de un compuesto que está disponible en forma intacta para llegar al tejido diana, teniendo en cuenta los posibles cambios que este compuesto puede generar cuando pasa por cada etapa del tracto gastrointestinal(90). A pesar de los efectos beneficiosos de los compuestos fenólicos mayoritarios incluyendo AH, se reporta que la tasa de biodisponibilidad de estos es baja cuando van intrínsecos en la dieta, posiblemente debido a que dichos compuestos están incrustados en las matrices poliméricas de arabinoxilanos, pectinas, xiloglucanos, lo que limita su acción en el organismo, y además, se generan modificaciones microbianas durante el tracto gastrointestinal; y puede ser allí donde se producen formas conjugadas de los AH(24,91,92). La mayoría de los estudios en ganado se centran en el uso de plantas y 402

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extractos con un gran número de compuestos fenólicos donde los AH están incluidos; sin embargo, la mejora en el crecimiento animal, el estado de salud y los cambios metabólicos ocurridos no están del todo esclarecidos, debido a la gran variedad de compuestos que están inmersos en la planta; donde lo más conveniente sería apoyarse con estudios in vitro, probando los AH en forma aislada, por lo que la verdadera disponibilidad in vivo es limitada, y los posibles efectos se atribuyen a los complejos de las mezclas, las formas conjugadas y no a los compuestos individuales(31,34,36,93). Reportes en rumiantes indican que existe una liberación de AF y ácido p-cumárico procedentes del forraje, donde en íleon se liberan cantidades de alrededor de 4 y 9 mg/ml de AF y ácido p-cumárico, respectivamente. Cabe destacar que en rumen la concentración de estos dos compuestos está por debajo de 1.0 mg/ml, posiblemente por la complejidad de la matriz y por las enzimas y microorganismos que modifican estructuralmente estos monómeros(50,83). Una estrategia para encontrar una acción efectiva de los AH puede ser la encapsulación, la cual se ha demostrado en algunos estudios con otros compuestos inmersos en matrices, y puede ejercer efectos importantes en el metabolismo animal. Un estudio donde se suplementó en vacas una mezcla de cinamaldehído y ácido gálico (300 mg/d) en forma encapsulada durante 15 días, se incrementó la concentración total de AGV en rumen (108.9 mmol/L vs 98.3 mmol/L) y la producción de leche (3 kg/día más respecto al control); los autores atribuyen este incremento en gran parte a la modificación de las poblaciones microbianas del rumen ocasionando cambios en los AGV principalmente mediante una reducción en la generación gas metano, provocando un mayor aprovechamiento de la energía del alimento(94). En otro estudio, una mezcla encapsulada de cinamaldehído y timol (100 y 150 g/t alimento, respectivamente) en cerdos, mejoró la ganancia diaria de peso (0.45 vs 0.37 g/día) y el índice de diarreas se disminuyó hasta un 50 %, esto debido a la óptima modulación de la microbiota intestinal, especialmente por una reducción de las poblaciones de E. coli, provocando una mejora en el sistema inmune del cerdo(95). Cabe indicar que esta estrategia de encapsulación se ha venido utilizado con otras moléculas y se han encontrado resultados eficientes; una de ellas es el zinc, donde a dosis de 100 ppm con una cubierta lipídica del 10 %, se pueden mitigar los síntomas de colibacilosis en cerdos destetados(96); además, diferentes estudios han demostrado que el uso de cultivos probióticos en forma protegida es una estrategia viable para mejorar la digestibilidad y absorción de nutrientes, mejorar el sistema inmunológico y prevenir infecciones en especies tanto rumiantes como monogástricos(97,98,99). Por lo tanto, el diseño de sistemas de encapsulación de AH puede ser una estrategia cercana a implementarse con fines zootécnicos y con lo que podrá esclarecerse la ruta de acción y los efectos que estos compuestos pueden ocasionar.

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Farmacodinamia de ácidos hidroxicinámicos en animales de engorda

La farmacodinamia se define como el estudio de la acción de los fármacos en sitios específicos a diferentes niveles, como sub-molecular, molecular, celular, tejido, órgano o cuerpo entero, utilizando modelos in vivo e in vitro, donde se utilizan diferentes tipos de técnicas e instrumentos para determinar la acción efectiva del compuesto en el organismo(100). En el caso de los AH, existen diferentes mecanismos y modificaciones a diferentes niveles biológicos, los cuales pueden traducirse en beneficios al organismo, como un mayor crecimiento o mantenimiento del estatus oxidativo; sin embargo, sus evidencias en farmacodinamia no son claras o aún no existen. Actualmente son pocos los reportes sobre la farmacodinamia con AH en animales de engorda con la finalidad de elucidar un efecto promotor de crecimiento; en el caso del uso de ácido ferúlico como aditivo en ganado, se han encontrado efectos interesantes in vitro e in vivo al ser suministrado en forma pura y ligado a los ingredientes de la dieta(14,81,92). La actividad del ácido ferúlico in vivo, se ha reportado que afecta el perfil de enzimas y hormonas tanto en rumiantes como en cerdos (Cuadro 1)(44,72,73).

Cuadro 1: Farmacodinamia de ácidos hidroxicinámicos en animales de engorda y ensayos in vitro Especie

Aditivo

Sitio de acción

Respuesta

Autor

Vaquillas

Ácido ferúlico (100 mg y 500 mg)

Plasma

Incremento de prolactina y hormona de crecimiento

(44)

Rumiantes

0.1%, 0.2% de ácido p-cumárico, ferúlico y sináptico

Rumen

No se modifica la población celulolítica en rumen; solo ácido p-cumárico presenta una reducción de bacterias responsables de la degradación de fibra

(55)

Cerdos

Ácido ferúlico (100 mg/kg de alimento)

Plasma

Incremento de enzimas antioxidantes GPx11 y NFE2L2-

(40)

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Rev Mex Cienc Pecu 2019;10(2):391-415 ARE2, y reducción de concentración de malonaldehído en sangre Cerdos

Ácido ferúlico (150 mg/kg)

Oído

Aumento en la síntesis de la enzima hemooxigenasa-1 y reducción de radicales libres

(101)

Cerdos

Extractos de plantas que incluyen ácidos hidroxicinámicos

Plasma

Incremento de Factor de Crecimiento Insulínico-1 (IGF1)

(102)

In vitro

Ácido cinámico

Adipocitos

Activación de AMPk3 responsable de activación de enzimas lipolíticas y lipogénicas en la célula

(45)

GPx1= Glutatión peroxidasa-1; 2 NFE2L2-ARE= Factor nuclear derivado de eritroides-2. 3 AMPk= Proteína cinasa activada por AMP

Un reporte de investigación donde el AF fue suplementado en vacas, indicó que se produjo un incremento de la hormona del crecimiento y la prolactina sérica, sugiriendo que existe una posible alteración de la glándula pituitaria y por consecuencia una mayor deposición de proteína en músculo(44). Otro estudio para evaluar los cambios en las poblaciones microbianas del rumen, se probaron concentraciones de suplementación de 0.1% y 0.2% de ácido ferúlico, sináptico y p-cumárico. Se observó que ferúlico y sináptico presentaron poco efecto sobre las bacterias celulolíticas responsables de la degradación de fibra, lo cual indica que estos dos ácidos no limitaron la viabilidad de esas bacterias y mantuvieron un nivel normal en la degradación de fibra. Sin embargo, de manera contraria, el ácido p-cumárico mostró una fuerte capacidad de atravesar la pared celular de las bacterias celulolíticas y los protozoos, generando un efecto antimicrobiano, lo cual limita la digestibilidad de los nutrientes y ocasiona una baja en la concentración de proteína microbiana(55). Por otra parte, en monogástricos, cuando ácido ferúlico fue suplementado en cerdos en finalización, aumentó la actividad de las enzimas antioxidantes GPX1 (glutatión peroxidasa 1) y NFE2L2-ARE; sin embargo, no existieron cambios significativos en el comportamiento productivo y rendimientos de la canal(40). Un efecto característico de los compuestos agonistas β-adrenérgicos sintéticos es la reducción de la deposición de grasa dorsal. En un estudio reciente(43), la suplementación de ácido ferúlico a cerdos en 405

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finalización demostró un efecto similar al reducir la grasa dorsal de los animales, lo cual podría ser atribuido a una estimulación de la enzima sensible a la lipasa (no evaluada), la cual es responsable de la degradación de los ácidos grasos y redirigir la energía de la grasa hacia la deposición muscular. También se ha descrito un efecto neuroprotector del ácido ferúlico al ser suplementado en cerdos, debido a la capacidad de eliminar los radicales libres y la regulación de la enzima citoprotectora hemo oxigenasa-1 (HO-1) en cerdos confinados y sometidos a ruido constante(101). La literatura revisada indica una limitación en el estudio de la farmacodinamia en animales de engorda; la mayoría de las respuestas se centran en estudios con ratas. Sin embargo, es necesario elucidar los efectos directos que suceden en rumiantes y monogástricos para tratar de conocer el mecanismo por el cual se mejora el crecimiento en los animales.

Conclusiones e implicaciones generales

Actualmente, el uso de ácidos hidroxicinámicos en la dieta animal no es una estrategia rutinaria; sin embargo, su implementación puede ser una estrategia promisoria, debido a los cambios positivos que se han presentado en el crecimiento animal y mejorador de la calidad de la carne. Cabe indicar que el conocimiento sobre el metabolismo de los ácidos hidroxicinámicos al ser suplementados en la dieta animal todavía no se ha elucidado por completo, y resulta de interés conjuntar todos estos efectos benéficos y las rutas metabólicas que se están activando o inhibiendo. Además, es importante estudiar otras variables como toxicidad, efectos alergénicos, antioxidantes en la carne y costos de producción. En algunos ácidos hidroxicinámicos aislados, su farmacocinética y biotransformación se conoce principalmente en ratas o en modelos in vitro; por otro lado, ácido p-cumárico, clorogénico y sináptico han sido poco estudiados en modelos animales y algunos reportes indican un efecto negativo en crecimiento; sin embargo, se pueden sugerir pruebas de comportamiento usando dosis bajas similares a las implementadas con AF. Por lo tanto, son necesarios estudios más precisos y comprensivos sobre la acción de los AH en la cadena de producción animal.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4648 Revisión bibliográfica

Efecto de la radiación ultravioleta (UV) en animales domésticos. Revisión

Maricela Olarte Saucedo a* Sergio Hugo Sánchez Rodríguez b Carlos Fernando Aréchiga Flores a Rómulo Bañuelos Valenzuela a María Argelia López Luna c

Universidad Autónoma de Zacatecas. Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Zacatecas, México. b

Universidad Autónoma de Zacatecas. Unidad Académica de Ciencias Biológicas, Zacatecas, México. c

Universidad Autónoma de Zacatecas. Unidad Académica de Ciencias Químicas. Zacatecas, México.

* Autor de correspondencia: olarte61@hotmail.com

Resumen: La luz solar es necesaria para todos los organismos vivos que habitan el planeta Tierra, pero debido a la contaminación ambiental, se ha generado un cambio climático a nivel mundial, que ha afectado a los seres vivos debido al desgaste en la capa de ozono, la cual es importante para evitar el paso de la radiación ultravioleta (UV); ésta afecta principalmente a los animales domésticos que están en contacto directo con ella, provocándoles lesiones cutáneas, tumoraciones ópticas, estrés térmico o incluso la muerte. La luz UV produce en la piel estrés oxidativo, el cual se da por una excesiva producción de especies reactivas del oxígeno (ERO), que pueden dañar a la célula causando envejecimiento celular o cáncer. Los antioxidantes neutralizan a estos agentes lesivos, pero van disminuyendo su actividad con la edad y el estado metabólico del organismo. Para la realización de este trabajo se hizo una revisión sistemática en bases bibliográﬁcas (PubMed/MEDLINE, Science) y en revistas públicas por medio de 416

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internet; considerando la histología y fisiología de la piel y las afecciones a ésta provocadas por la exposición a la luz UV en animales domésticos. Es importante conocer los efectos de la radiación UV en la salud de los animales domésticos, ya que puede afectar económicamente a la actividad agropecuaria, comprometer el bienestar animal y la calidad e inocuidad de los productos de origen animal. Palabras clave: Radiación ultravioleta, Animales de granja, Piel, Cáncer.

Recibido: 30/09/2017 Aceptado: 16/04/2018

Introducción

La energía solar no solo es necesaria para la vida de los seres vivos, sino también para los animales; pero debido al cambio climático, el calentamiento global, emisión de gases y el efecto invernadero, sobre todo este último, ha generado alteraciones en la capa de ozono(1,2), provocando la entrada directa de la radiación UV a la superficie terrestre, ocasionando en los últimos años alteraciones al medio ambiente y a las especies animales que están en contacto directo con la radiación solar, como animales de granja, provocándoles lesiones cutáneas, tumoraciones ópticas, estrés calórico o incluso la muerte, dando como resultado grandes pérdidas económicas en el ramo agropecuario(3).

Tipos de radiación

La radiación puede definirse como la energía que transita de un lugar a otro(4). También se le llama radiación a toda energía que se propaga en forma de onda o de partícula a través del espacio(4). El sol es una fuente natural de radiaciones electromagnéticas que se caracterizan por su frecuencia y longitud de onda, y suelen clasificarse en base a dos criterios: 1) Según su naturaleza: La radiación propagada en forma de ondas (rayos gamma, rayos X), radiaciones ultravioletas tipos A, B y C (UVA, UVB, UVC), radiación visible (violeta, azul, verde, amarilla, naranja, roja), radiaciones infrarrojas, radiofrecuencias (radar, microondas), se les llama radiaciones electromagnéticas(5,6), mientras que la llamada en forma de partículas subatómicas (partículas α, partículas β, neutrones, radiaciones cósmicas) se les 417

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llama radiaciones corpusculares, que se mueven a gran velocidad, con apreciable transporte de energía(4,5,6). 2) Según su efecto biológico: Si la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización en el medio que atraviesa, se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario se habla de radiación no ionizante, la cual no puede separar electrones de los átomos o alterar las estructuras moleculares(7), aunque la energía fotónica es débil para romper enlaces químicos, tiene efectos biológicos como son el calentamiento y la inducción de corrientes eléctricas en los tejidos y células(8). El carácter ionizante o no ionizante es independiente de su naturaleza corpuscular u ondulatoria(9). Son radiaciones ionizantes: radiaciones alfa, beta, rayos cósmicos, rayos gamma, rayos X, y parte del espectro de la radiación UV entre otros. Por otro lado, radiaciones como los rayos UV, visible e infrarrojo y las ondas de radio, TV o de telefonía móvil, son algunos ejemplos de radiaciones no ionizantes como se muestra en la Figura 1(7,8,9).

Figura 1: Espectro electromagnético. Muestra las diferentes longitudes de onda que emite el sol, mediante radiaciones electromagnéticas(10)

Edificios

Humanos

Insectos

Granos de arena

Células

Protozoarios

Moléculas

Átomos

humanas

Radio 10 m

Microondas 10 cm

Submilimetros

1 mm

Infrarrojo

0.3mm

Visible

780 nm

Ultravioleta 380 nm

Rayos-X

10 nm

Núcleos

Partículas sub-

atómicos

atómicas

Rayos-gamma

0.01 nm

0.000001 nm

Longitud de onda

103

109

1011

1012 1014

1015

1016

10-3

10-2

100

1019

1020

1027

Frecuencia (Hz)

10-8

10-5

Energía de un fotón

418

105

106

109

1012

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Luz ultravioleta (UV)

De todo el espectro solar sólo la luz visible, los infrarrojos y una parte de la radiación ultravioleta alcanzan la superficie terrestre, en las siguientes proporciones: 50, 40 y 10 % respectivamente. El resto, son detenidas por el ozono estratosférico. La radiación solar ultravioleta, se define como la potencia de la energía solar UV por unidad de superficie (UV) y se mide en (w/m2)(11), posee tres diferentes longitudes de onda: la UVA (315- 400 nm), la UVB (280-315 nm) y la UVC (100-280 nm)(4,12,13,14). La UVC posee la más alta energía, pero es absorbida por la capa de ozono en la atmósfera y no tiene efectos adversos en la piel, mientras dicha capa permanezca intacta. Sin embargo, el daño creciente a la capa de ozono pudiera generar efectos nocivos de la UVC. Las UVA y UVB se consideran un factor de riesgo en el desarrollo de cáncer de piel y llegan a la superficie de la tierra 95 y 5 %, respectivamente. Las UVB están implicadas en la formación de foto-productos y demás complejos, que deterioran los ácidos nucleicos con consecuencias a largo plazo, directamente relacionadas con diversas neoplasias de piel, provocadas por las quemaduras repetidas o frecuentes sobre la epidermis(15). Por su parte, la citotoxicidad de las UVA es principalmente mediada por moléculas endógenas foto-sensibilizadoras, que absorben fotones y generan especies reactivas del oxígeno, generando daño directo sobre la dermis y el envejecimiento prematuro(13,15).

La atmósfera

La atmósfera está compuesta en mayor cantidad por nitrógeno (78 %) y en segundo lugar por oxígeno (26 %)(16,17). El porcentaje restante corresponde a numerosos gases traza, entre los cuales se encuentra el ozono, en cantidades ínfimas de pocas moléculas por millón de partículas de aire (0.01 %). Sin embargo, cumple un rol esencial en la conservación de la vida en el planeta tal como la conocemos, ya que nos protege de la UV que es el carcinógeno físico más importante para el hombre, animales terrestres y marinos(16,17). El ozono es una molécula formada por tres átomos de oxígeno y se crea en dos lugares de la atmósfera, el 90 % o más del ozono se produce en la parte alta de la estratósfera, a 50 km de la superficie terrestre y corresponde al ozono benéfico, protector de la radiación ultravioleta(16). Cabe mencionar que 10 % del ozono se produce en las grandes ciudades, a nivel de la superficie terrestre o tropósfera, y es un componente del smog(16,18). En las últimas décadas, el hombre ha alterado el equilibrio ecológico de la capa de ozono con la producción y emisión a la atmósfera de las llamadas “sustancias depletoras de ozono” (SDO)(1,19). Las más conocidas son los clorofluorocarbonos (CFC), que se usaron

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en la fabricación de aerosoles, refrigeradores y equipos de aire acondicionado, estos CFC son muy reactivos, una molécula de cloro puede destruir mil moléculas de ozono(1,19). Al aumentar en la atmósfera los compuestos que degradan el ozono, como su velocidad de formación es lenta, su concentración disminuye hasta que se alcance un nuevo equilibrio entre la velocidad de formación y la degradación(16,17,19). La radiación solar es uno de los principales factores ambientales que afectan la vida en nuestro planeta. Esta radiación controla el funcionamiento de los ecosistemas terrestres y acuáticos a través del control de procesos fotobiológicos (fotosíntesis, fotoperiodo, fototropismos) así como de su acción sobre otros factores ambientales como la temperatura, humedad y ciclos naturales (ciclos diarios, anuales, hídricos), que finalmente inciden en la distribución de los organismos(19,20). La radiación que llega a la Tierra abarca una amplia gama del espectro electromagnético y aproximadamente el 40 % de ella es la que conocemos como luz o radiación visible. Esta comprende longitudes de onda que van de los 400 a los 700 nm, y que es usado por los vegetales en el proceso de la fotosíntesis. Otro rango de esta radiación electromagnética es el que va de 280 a 1,000 nm, conocido como rango fotobiológico(21). La cantidad y calidad de las radiaciones que llegan a la Tierra depende tanto de la energía solar emitida como de las características de la atmósfera en un sitio dado. La luz UVA y UVB penetran en la biósfera, pero solo la UVB es absorbida por el ozono atmosférico, por lo que la cantidad que alcanza la superficie terrestre aumenta como resultado de la disminución de este gas. Sólo el 1.3 % de la luz ultravioleta emitida por el sol alcanza la superficie de la tierra, de ese porcentaje, el 98 % corresponde a la UVA y el 2 % a la UVB, mientras el resto de la luz ultravioleta es fuertemente absorbida en la atmósfera. Esta misma radiación solar, la cual ha hecho posible la vida sobre nuestro planeta, puede ser perjudicial en altas intensidades o cuando la proporción de ondas cortas aumenta sobre determinados límites. La radiación de alta intensidad y los cambios en la composición espectral pueden afectar importantes procesos en los organismos(19,21).

Fisiología de la piel en animales

La piel, conforma la superficie del cuerpo que establece relación directa con el medio ambiente, está constituida por tres estratos o capas que presentan a la vez un conjunto de estructuras anexas como glándulas sudoríparas y sebáceas(22). Existen diferentes formas de protección corporal según la especie animal (pelos, lana, plumas) y partes queratinizadas (uñas, cascos y pezuñas). La piel desempeña diferentes funciones como son: órgano protector contra estímulos mecánicos, físicos y químicos del medio ambiente

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que agreden la integridad del cuerpo animal(22,23). Aumenta su espesor en aquellos puntos que se encuentran sometidos regularmente a compresiones mecánicas (pezuñas, cascos, almohadillas plantares y pulpejos)(22). La piel proporciona también protección contra radiaciones(24), principalmente radiaciones solares, de diferentes longitudes de ondas, de ahí que en su estrato superficial o epidermis, en muchas especies de animales, se formen pigmentos (gránulos de melanina) que impiden la penetración de las radiaciones a los tejidos profundos tal como se observa en la piel del oso polar que, como adaptación a la fuerte intensidad luminosa por acción directa de los rayos solares e indirecta por ser reflejados por el hielo o la nieve, presenta pelaje blanco (refractario) con piel negra (protectora)(24). La piel es relativamente impermeable a microorganismos y a muchas sustancias venenosas y nocivas al cuerpo animal. La presencia en la piel de glándulas sudoríparas y sebáceas, cuyas secreciones son vertidas por los conductos glandulares al exterior, le confiere a este tejido un papel excretor(24). La pérdida de agua por la piel constituye una vía de termorregulación no asociada al mantenimiento del equilibrio hídrico, pero sí, asociada a las condiciones térmicas de la relación entre el animal y el medio ambiente. El sebo cutáneo, producto de naturaleza grasosa secretado por las glándulas sebáceas, protege a la piel contra la humedad y le confiere suavidad y textura(24). La piel desarrolla un importante papel en el sistema de crecimiento o desarrollo corporal somático en el cuerpo de los animales, al constituirse en el área de almacenamiento y activación primaria de la vitamina D(23). La vitamina D que ingresa al organismo en forma de D2 (ergocalciferol) o D3 (colecalciferol) según la fuente de ingreso, por circulación sanguínea alcanza la piel, donde se almacena en forma de calciferol o precursor, y por acción de los rayos ultravioleta del sol se transforma en colecalciferol, que al alcanzar de nuevo la circulación sistémica pasa primero al hígado y finalmente a los riñones, en donde por efecto de la parathormona (PTH) se convertirá en la vitamina D hormona (1,25,dihidroxicolecalciferol), que desarrolla su función a nivel de la mucosa intestinal evitando el raquitismo del animal al estimular la absorción facultativa del calcio(22).

Histología de la piel

El área cutánea total depende de la especie animal, calculándose, por ejemplo, que en personas adultas puede alcanzar hasta los 2 m2; en ciertos territorios cutáneos, dependiendo de la especie animal, se desarrollan formaciones apendiculares especiales como pelos o plumas, uñas, cuernos, cascos o pezuñas, así como numerosas, escasas o ausencia de glándulas sudoríparas y sebáceas(25). El grosor de la piel es variable, en general es más gruesa en la superficie dorsal del cuerpo y en las caras laterales de las extremidades, más delgada en la cara ventral del cuerpo y

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caras mediales de las extremidades, existiendo diferencias en las zonas relacionadas con el sexo, la raza y la especie(22). La media de las zonas más delgadas oscila entre los 0.4 mm en el murino hasta los 2.4 mm en el bovino Holstein (Bos taurus), raza productora de leche, mientras que en las zonas gruesas este valor comprende desde los 1.9 mm en el gato hasta los 10.7 mm en el garañón o caballo semental(24). En la piel se distinguen tres estratos: epidermis, parte epitelial o estrato de superficie, dermis, parte conjuntiva o estrato intermedio profundo, e hipodermis o tejido celular subcutáneo (Figura 2)(25,26).

Figura 2: Capas de la piel gruesa de rata

Epidermis, conformada de un epitelio plano estratificado queratinizado, la dermis, formada de tejido conectivo, y la hipodermis, compuesta de tejido graso. Técnica: parafina, hematoxilina-eosina(24).

Epidermis. Está constituida por un epitelio plano estratificado queratinizado, y se divide en estratos: estrato germinativo, estrato espinoso, estrato granuloso, estrato lúcido y estrato córneo(25,26,27). Dermis. Se pueden distinguir dos capas: capa papilar, en posición más superficial y capa reticular, en posición más profunda. La capa papilar o superficial de la dermis situada inmediatamente por debajo de la epidermis, consta de una trama densa de tejido conjuntivo irregular fibroso laxo, que cumple una función trófica y recibe su nombre por las numerosas papilas que se proyectan sobre la epidermis; es más ancha en la piel del caballo y vacunos que en los carnívoros(25-28). Hipodermis. Es una capa de tejido conjuntivo que fija la piel a los huesos y a los músculos. La función primaria de esta capa es la amortiguación a las presiones externas y permitir el movimiento libre sobre las estructuras subyacentes. En este estrato también

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se halla presente una capa de tejido adiposo que puede adoptar la forma de pequeños grupos de células, o de grandes masas que dan lugar a la formación de las almohadillas o cojines de grasa, cuya función es termorreguladora para los animales que viven en climas templados al aumentar su grosor en el invierno, y servir como un aislante térmico retenedor del calor(24,25). Por otra parte, los cascos, las pezuñas, las uñas, los cuernos, los espolones y las espuelas son estructuras que tienen su origen en procesos de queratinización del estrato córneo con espesor y consistencia diferente(24,25). Pelos. Los pelos son formaciones epidérmicas extendidas en la mayoría de los mamíferos por toda la piel excepto en las almohadillas plantares, los cascos, las uñas, parte de los labios, el glande, la parte interna del prepucio, los labios vulvares, los pezones y la cara plantar de las extremidades. El pelo consta de raíz, tallo y la punta que es la parte que sobresale de la piel. Las raíces de los pelos están rodeadas por una invaginación de los estratos espinoso y germinativo de la epidermis, que se introducen en la dermis, de manera que al situarse en el estrato papilar de ésta se relacionan con los vasos sanguíneos(25). La proporción existente entre la capa cortical y medular del pelo depende de la especie animal, y así vemos que el pelo que constituye el revestimiento piloso en el caballo, la vaca, el perro y el cerdo, posee una capa cortical más gruesa que el pelo de revestimiento en la cabra y el gato. Los pelos finamente rizados de las ovejas y cerdos, en los erizos o el puercoespín, se manifiestan como pelos afilados conocidos como espinas o púas, en los animales jóvenes poseen vello y prácticamente carecen de médula(24,25,28,29,30).

Adaptaciones de la piel en respuesta a las condiciones ambientales

La adaptación morfo-fisiológica de la piel animal a las condiciones del medio ambiente de carácter evolutivo, involucra las particularidades morfológicas de la piel y su capacidad para permitir ajustes térmicos a las variables ambientales, para facilitar el incremento o disminución de las pérdidas de calor(28). Estudios histológicos comparados entre ganado bovino Cebú (Bos indicus), con giba y el Holstein (Bos taurus), muestran que el grosor de la piel no es homogéneo en toda la superficie corporal al compararse las mismas zonas entre animales de la misma especie, pero de razas diferentes, e inclusive, la edad también determina cambios de grosor en áreas cutáneas; el estudio comparativo de 21 regiones del cuerpo en donde se midió el pliegue cutáneo en la raza HolsteinFriesian (Bos taurus) demostró cambios de grosor en una misma área, e incrementó el grosor general de la piel a medida que aumenta la edad del animal. El análisis comparativo entre diferentes estructuras macro y microscópicas de la piel en hembras bovinas de las razas Holstein y Cebú explica la mejor adaptación del Bos indicus (Cebú) a las altas temperaturas(28,31), donde presenta un pelo más corto y grueso, un mayor grosor de la piel con epidermis más delgada y una dermis reticular más profunda, un mayor volumen de

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glándulas sudoríparas con implantación dérmica, por lo que posee una mayor superficie excretora y una densidad glandular incrementada por área(28). La raza bovina Holstein-Friesian, una raza en la producción de leche, se caracteriza por tener una piel de menor grosor, epidermis más gruesa y dermis reticular más fina. Es interesante señalar que mientras en la raza Holstein las glándulas sudoríparas tienen forma tubular con diferentes grados de torsión, en el Cebú las mismas se presentan de forma sacular, con un alto grado de concentración por área, lo que asegura un sistema disipador de calor capaz de permitir la respuesta de adaptación a las altas temperaturas ambientales del trópico(28,32).

Afectación de la radiación solar a los animales

Se ha observado que los animales que están expuestos por largos periodos de radiación solar, que viven a grandes altitudes sobre el nivel del mar y en lugares tropicales, carecen de pigmento en la epidermis, tienen poco pelo o pérdida del mismo, y son más propensos a enfermedades de la piel(33-36), debido a que la luz ultravioleta daña el ácido desoxirribonucleico (ADN) de la célula(32), induce los dímeros de pirimidina ciclobutano (CPD), pirimidina (6,4) y pirimidonina (6,4 PP) que causan efectos deletéreos como la inhibición de la replicación y de la transcripción, el aumento en la aparición de mutaciones, la detención del ciclo celular y la muerte celular(37). Uno de los padecimientos que se relaciona con estos factores es el carcinoma de células escamosas (CCE), también conocido como carcinoma de células espinosas o espinocelular o carcinoma epidermoide(34), el cual es un tumor maligno que afecta a los queratinocitos de la epidermis de la piel(35,36), es localmente invasivo, no necesariamente metastásico(33), pero puede comprometer la dermis(38). Estos tumores se encuentran principalmente en bovinos, afectando principalmente a las razas Hereford, Simmental, y Holstein, las cuales poseen piel blanca y sin pigmentación, especialmente, en los ojos(34,35), por lo que se tienen pérdidas millonarias al año, debido a cáncer de ojo(39), enfermedad conocida como ojo rosado o “pink eye”, el cual es común en este tipo de animales. Afecta a los más viejos pero no excluye a jóvenes, principalmente de cara blanca y poco pigmentada; es de origen genético, pero también se relaciona con la exposición a la radiación ultravioleta(38). Sin embargo, también afecta a felinos y canideos(40,41), poco común en ovinos y raro en caprinos y porcinos(33,35,36). En caballos, las razas más sensibles son Belga, Clydesdale, Shire y Appaloosa(34). La aparición de las lesiones en estos animales es principalmente en regiones muco-cutáneas (conjuntiva, vulva, perineo)(34). En canideos, su frecuencia es de un 20 a 30 % y en felinos es de 70 %(42); no hay una diferencia entre sexo, aparece en razas grandes y animales mayores a 10 años(42). En canideos las lesiones están localizadas principalmente en

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tronco, extremidades, escroto, labios, y el lecho ungular(38), en felinos, en cara, orejas y principalmente en gatos de pelo blanco(42). Otra patología relacionada con la exposición a la luz ultravioleta, son los melanocitomas, los cuales se forman a partir de las células encargadas de dar pigmentación a la piel, pestañas y pelo llamadas melanocitos, ubicados en la epidermis de la piel (43). El 80 al 90 % de estos tumores son benignos en bovinos, localizándose principalmente en piel(43); este padecimiento afecta en todas las edades, no hay predisposición por el sexo, aqueja a ganado de color obscuro (gris, rojo y negro)(43); dichos tumores aparecen en cualquier parte principalmente en las extremidades(43). En el resto de los animales estos tumores suelen ser malignos y son llamados melanomas, siendo comunes en caninos y equinos, poco comunes en gatos y raros en otras especies(41,43,44). Los melanomas suponen el 4.7 % del total de neoplasias y más del 7 % de los tumores malignos en el perro(44,45). Las localizaciones más habituales incluyen la boca (56 %), labios (23 %), piel (11 %), dedos (8 %) y otras localizaciones (2 %) incluyendo el ojo(46). Los melanomas cutáneos son también relativamente frecuentes. Sin embargo, del conjunto de melanomas malignos, sólo un 10 % son cutáneos, con cierta predilección por la región de la cabeza y el escroto. La incidencia de melanoma en caninos no sólo varía con la localización, sino también con la raza. Es más frecuente en razas con marcada pigmentación cutánea, como el Schnauzer o el Scottish Terrier(45,46). El Setter Irlandés y el Golden Retriever presentan mayor incidencia de melanomas subungueales. El Setter Irlandés, el Chihuahua, Golden Retriever y el Cocker Spaniel presentan mayor riesgo para la localización labial(45,46). Finalmente, el Pastor Alemán y el Bóxer muestran mayor riesgo de desarrollo de melanomas orales(47,48). La edad en la que se presenta oscila entre 1 y 17 años, la media está en 10. Al igual que en personas, se establece una mayor incidencia en machos que en hembras(47). El melanoma en el gato es infrecuente (menos del 1 % de las neoplasias orales y cerca del 0.5 % de las neoplasias cutáneas)(49,50,51). La localización ocular y cutánea es más frecuente que la intraoral(52,53). La localización cutánea más habitual es la cabeza, la cola, la zona distal de las extremidades y la zona lumbar(46,53,54). El pronóstico es con frecuencia pobre, dado que la mitad de los casos muestran recurrencia y metástasis regional (46,54,55). El rango de edad de los animales afectados es de 2 a 18 años, con un pico entre los 8 y 12 años(54,55). No parece haber predilección de sexo o raza(54,55). Otros padecimientos provocado por este factor son los hemangiosarcomas, tumores malignos los cuales afectan más comúnmente a perros de mediana edad y tercera edad, en especial a perros de raza grande, como el galgo; afecta sobre todo el bazo, el atrio derecho, el tejido subcutáneo/dérmico y el hígado(56). También los hemangiomas se relacionan con la luz UV, es una neoplasia relativamente benigna de los capilares caninos en la piel en el tronco y las extremidades y los tejidos blandos y, con frecuencia, precursores de los hemangiosarcomas(57). 425

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De tal forma que la radiación ultravioleta afecta a algunas especies de manera importante tanto en aspectos de salud, como en aspectos de trascendencia económica.

Efectos patológicos de la radiación ultravioleta

Las radiaciones UVA son capaces de inducir eritema, pigmentación inmediata o retardada, alteraciones del tejido conectivo dérmico, liberación de mediadores vasoactivos, y que favorecen el estrés fotooxidativo. Incluso, pueden incrementar el eritema por UVB, así como la carcinogénesis y la elastosis por UVB, causando alteraciones en el ADN(58) y otras estructuras, como las fibras elásticas; son responsables de muchas reacciones de fotosensibilidad a drogas, y juegan un papel significativo en enfermedades tales como erupción polimórfica a la luz, dermatitis actínica crónica, reticuloidosis actínica, lupus eritematoso, urticaria solar, reacción persistente a la luz y xero-dermapigmentosum (XP)(59,60). La fotosensibilidad en animales se clasifica en tres tipos principales: 1) Tipo I ó primaria; este tipo de fotosensibilización es causada por compuestos fluorescentes que son depositados inalterados sobre la piel luego de la ingestión, siendo el hígado normal, incapaz de excretar el compuesto fluorescente original; ejemplos de dichas sustancias fotosensibilizantes incluyen a la hipericina, la fagopirina y productos químicos como la fenotiacina (sulfóxido de fenotiacina). 2) Tipo II o síntesis anormal de pigmento endógeno o porfiria congénita; este tipo de fotosensibilización se debe a la acumulación de pigmentos endógenos del metabolismo anormal de la porfirina. Los agentes fotodinámicos incluyen a la uroporfirina I, coproporfirina I y protoprorfirina III. Estos se acumulan en la sangre y los tejidos cuando existe una disfunción en la biosíntesis del grupo hemo, debido a una deficiencia enzimática. Por ejemplo, la porfirina eritropoyética congénita de los bovinos es causada por la deficiencia de uroporfirinógeno III cosintetasa, una enzima clave en la biosíntesis del grupo hemo. y 3) Tipo III ó fotosensibilidad hepatotóxica, la cual es más común y de relevancia económica, debido a que los animales son sensibilizados por la acumulación de filoeritrina, un producto de la digestión de la clorofila en la circulación periférica. La filoeritrina normalmente es excretada en la bilis por el hígado, pero en ciertos tipos de lesiones difusas, el hígado se asocia con una variedad de hepatotoxinas vegetales, fungales y químicas que se absorben gradualmente por el sistema circulatorio hasta que se alcanzan niveles que generan la fotosensibilidad. La materia tóxica actúa directamente sobre las células del hígado y las células de los pequeños conductos biliares, haciendo que se estenosen y eviten el paso de la bilis, lo que origina la ictericia o color amarillento(60). Existen suficientes evidencias experimentales y clínicas que establecen una relación causal estrecha entre el cáncer de piel y la exposición prolongada a la luz ultravioleta,

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fundamentalmente el melanoma maligno (MM), el carcinoma de células escamosas (CCE) y el carcinoma de células basales (CCB)(59,60).

Efectos benéficos de la radiación UV en animales

La radiación solar ofrece la posibilidad a los organismos homeotermos de obtener una temperatura apropiada para que puedan llevar a cabo su metabolismo(61). La deficiencia de vitamina D mejor documentada es la exposición inadecuada a la luz solar, debido a que existe una fuerte asociación entre las UVB y el metabolismo de la misma(62). La deficiencia de dicha vitamina genera efectos inmediatos sobre el sistema esquelético, incrementando el riesgo de fracturas, la vitamina D3, se produce diariamente para controlar la absorción, transporte y depósito de calcio y, en menor proporción, de fósforo, interviniendo directamente en el mantenimiento óseo y la regulación del crecimiento. Asimismo, es necesaria para el funcionamiento hormonal, el desarrollo de órganos y la embriogénesis(62). También es importante para mantener a los animales en estado saludable, proveerles la radiación UVB es necesaria para los procesos fotoquímicos involucrados en la síntesis de vitamina D(62). De la misma manera, aun cuando los animales se encuentren recibiendo una dieta adecuada y una temperatura óptima, si no se les provee el tipo de radiación necesaria para la producción de vitamina D, no podrán incorporar dichos minerales de manera apropiada(62). La irradiación proporciona importantes beneficios para la salud. Este método ayuda a mantener los alimentos de manera más segura, hace posible conservar los mismos durante más tiempo en mejores condiciones, evita que se deterioren y echen a perder o que se produzcan condiciones no deseadas como sería la aparición de tubérculos. Destruyen algunos insectos, hongos y bacterias(63).

Conclusiones

Los animales domésticos están expuestos a la radiación ultravioleta la mayor parte del tiempo, pero debido al cambio climático, la radiación UVB afecta la piel de estos animales; algunas razas de animales son más sensibles, las cuales pueden presentar algunas patologías cutáneas, como cáncer de piel entre otras, pudiendo causar pérdidas económicas cuantiosas en el sector agropecuario, generar alteraciones en la salud y en el bienestar de los animales, así como comprometer la calidad e inocuidad de los productos de origen animal destinados al consumo humano.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4652 Revisión bibliográfica

Estrés oxidativo y el uso de antioxidantes en la producción in vitro de embriones mamíferos. Revisión

Viviana Torres-Osorio a* Rodrigo Urrego b José Julián Echeverri-Zuluaga a Albeiro López-Herrera a

Universidad Nacional de Colombia, Grupo de Investigación BIOGEM. Medellín, Colombia. b

Universidad CES, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Grupo INCA-CES. Medellín, Colombia.

Autor de correspondencia: vtorres@unal.edu.co

Resumen: La producción de embriones in vitro es una de las biotecnologías de la reproducción animal que ha presentado mayor desarrollo en las últimas dos décadas; sin embargo, los resultados exitosos en estos procedimientos dependen de múltiples factores, entre ellos la presencia de especies reactivas de oxígeno, debido a que el proceso de fertilización in vitro y la manipulación de los gametos y embriones expone a las células a factores endógenos y exógenos que pueden afectar los mecanismos de defensa antioxidante y por consiguiente la calidad de los gametos y embriones. En esta revisión se discutirán algunas fuentes de especies reactivas de oxígeno, el uso de antioxidantes enzimáticos, no enzimáticos y polifenólicos para disminuir el estrés oxidativo en los procesos de producción in vitro de embriones, y su efecto sobre la calidad de los oocitos y embriones, la expresión génica y su competencia para el desarrollo embrionario. Palabras clave: Antioxidantes, Especies reactivas de oxígeno, Estrés oxidativo, Cultivo in vitro, Desarrollo embrionario.

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Recibido: 03/10/2017 Aceptado: 29/05/2018

Introducción

La producción in vitro de embriones (PIVE) involucra tres pasos: la maduración in vitro (MIV) de oocitos obtenidos a partir de folículos antrales, la coincubación de gametos masculinos y femeninos o fertilización in vitro (FIV), y finalmente el cultivo in vitro (CIV) de los presuntos cigotos hasta los estadios de blastocistos. Sin embargo, bajo condiciones fisiológicas los oocitos de mamíferos crecen y son fertilizados en el mejor ambiente protector, el ovario y el tracto reproductivo femenino, mientras que en condiciones in vitro los gametos y embriones deben ser manipulados durante la maduración, la fertilización y el desarrollo embrionario en ambientes que generan estrés oxidativo, entre los cuales destacan: la concentración de oxígeno alta (20 %), en relación al ambiente in vivo (3 A 5 %)(1), la exposición a la luz(2), la composición del medio de cultivo(3), cambios de pH(4), procesos de centrifugación(5), entre otros(6), lo cual tiene un efecto deletéreo sobre los gametos y embriones, alterando la funcionalidad de biomoléculas como lípidos, ácidos nucleicos y proteínas, y subsecuentemente afectando el desarrollo embrionario(7). A pesar de que las células cuentan con un sistema de defensa antioxidante enzimático y no enzimático, algunas moléculas antioxidantes han sido utilizadas como suplemento en los medios de cultivo para disminuir la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) en gametos y embriones, con el fin de mejorar su calidad y su potencial reproductivo a través de la disminución de ERO intracelular(8), protegiéndolos de daños al ADN y otras biomoléculas, y por consiguiente mejorando la competencia de desarrollo embrionario(9–11). El objetivo de esta revisión es analizar el efecto del estrés oxidativo y el uso de antioxidantes en la producción in vitro de embriones, sobre la calidad de los gametos y embriones a nivel metabólico, de expresión génica y marcas epigenéticas.

Especies reactivas de oxígeno y estrés oxidativo

Las ERO son un grupo de moléculas generadas a través de la reducción parcial del oxígeno molecular; la mayoría de estas especies (excepto el peróxido de hidrógeno), poseen uno o más electrones desapareados, configuración a la que se le denomina radical libre. En condiciones basales, el metabolismo aeróbico está vinculado con la producción de ERO tales como el peróxido de hidrógeno (H2O2), el anión superóxido (O2-) y el radical hidroxilo (OH-), mientras que las especies reactivas de nitrógeno como el óxido 434

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nítrico (NO•), son formadas por la conversión de L-arginina a L-citrulina por efecto de la enzima óxido nítrico sintasa (NOS). Cuando se presenta una producción exagerada de ERO que excede la defensa celular, da lugar a un proceso denominado estrés oxidativo(12), que genera un daño oxidativo a biomoléculas tales como lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos, lo que inducen cambios estructurales y funcionales tales como hidroperóxidos de lípidos(13), proteínas carboniladas(14) y DNA con bases oxidadas(7,8) dihidro-8-oxoguanina)(15). Por otro lado, la cadena respiratoria mitocondrial es susceptible a daño oxidativo; principalmente los complejos I y II por la producción de radicales superóxido y nitrilo, los cuales pueden afectar proteínas mitocondriales y alterar la función de muchas enzimas metabólicas en la cadena transportadora de electrones mitocondrial(16). Además, se ha demostrado que el ADN mitocondrial (mtDNA) es más sensible que el ADN nuclear a estrés oxidativo(17), posiblemente porque el mtDNA carece de histonas, las cuales lo protegen contra el daño de los radicales libres, no cuenta con un sistema de reparación adecuado y está localizado cerca de la membrana mitocondrial interna, el cual es el mayor sitio de producción de ERO(18,19). Adicionalmente, el daño oxidativo en el mtADN puede inducir mutaciones y alterar la función e integridad mitocondrial(20), lo cual en humanos, da lugar a enfermedades mitocondriales degenerativas tales como Alzheimer, Parkinson y esclerosis amiotrófica lateral(21,22).

Producción de ERO durante la producción in vitro de embriones

En el tracto reproductivo algunos procesos celulares son regulados por ERO, los cuales actúan como segundos mensajeros generando una respuesta celular específica. Algunas macromoléculas sensibles a modificaciones redox (fosfatasas, quinasas, factores de transcripción) juegan un papel importante durante el desarrollo celular, como la proliferación, diferenciación y muerte celular. En relación a esta última, diferentes niveles de ERO generan diferentes tipos de muerte celular, por ejemplo, bajas concentraciones promueven la apoptosis, concentraciones intermedias generan autofagocitosis y altas concentraciones promueven la necrosis celular(12,23). Durante la MIV, son necesarios niveles fisiológicos de ERO para el reinicio de meiosis de los oocitos arrestados en diploteno, para estimular la liberación de Ca2+ intracelular en el oocito y para estimular la proteína quinasa activada por mitógeno (MAPK)(24,25). Con respecto a los espermatozoides, niveles fisiológicos de ERO son requeridos para la capacitación, hiperactivación y reacción acrosómica de espermatozoides mamíferos(26). Durante la capacitación espermática, las ERO como el anión peroxinitrato, H2O2 y NO• tienen un efecto dosis-dependiente sobre la función espermática. A bajas concentraciones las ERO son requeridas para promover el flujo de colesterol, la producción de AMPc, la hiperactivación y la fusión oocito-espermatozoide(27,28). En contraste, un exceso de ERO puede afectar la funcionalidad espermática, debido a que la membrana celular de los 435

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espermatozoides es rica en ácidos grasos polinsaturados; lo cual la hace susceptible a peroxidación lipídica; además puede afectar la función mitocondrial, la interacción espermatozoide-zona pelúcida, reducir la motilidad espermática y generar un efecto deletéreo sobre el ADN de los espermatozoides, lo cual podría comprometer la fertilidad en los machos(29–31). Por lo tanto, el uso de moléculas antioxidantes es de vital importancia para proteger las células de los altos niveles de ERO y sus efectos deletéreos. A pesar de los grandes avances en las técnicas de reproducción asistida para simular las condiciones in vivo, dos factores principales contribuyen a la generación y acumulación de ERO in vitro: la ausencia de mecanismos de defensa endógenos y la exposición de los gametos y embriones a ambientes que generan ERO. Por lo tanto, las ERO pueden provenir de dos fuentes: endógenas, en las cuales los oocitos, espermatozoides y embriones inducen su acumulación a través de varias rutas metabólicas y enzimas, incluyendo principalmente la fosforilación oxidativa, NADPH oxidasa y la xantina oxidasa(32). Entre las fuentes exógenas de ERO se encuentran factores ambientales, como la criopreservación, la concentración de oxígeno, la fuente de energía, el medio de cultivo, y la luz(6,33). El oxígeno es un componente importante de los ambientes oviductal y uterino, y puede tener un papel importante en la regulación del desarrollo embrionario, particularmente a través de la regulación del metabolismo. Ha sido reportado que la tensión de oxigeno encontrada en el oviducto y útero se encuentra en un rango de 5 a 8.7 % en varias especies(34). Diferentes reportes soportan buenos resultados utilizando 5 y 20 % durante maduración y cultivo de oocitos(35,36). Sin embargo, la tendencia es utilizar un 20 % de O2 durante la maduración del oocito, debido a que la ruta de producción de energía a concentraciones de O2 baja (5 %), disminuye la proporción de oocitos en MII, lo cual afecta la competencia de desarrollo del oocito(1). En contraste, un 5 % de O2 durante el cultivo favorece su competencia para el desarrollo embrionario, celularidad y expresión génica relacionada con estrés oxidativo(37). No obstante, se ha reportado que la exposición a altas concentraciones de oxigeno (20 % en aire), potencia el aumento de los niveles de ERO, disminuyendo los porcentajes de desarrollo embrionario en murinos(38), porcinos(39,40), caprinos(41), bovinos(42) y humanos(43), generando arresto en el desarrollo, daño en el ADN, apoptosis y peroxidación lipídica, afectando la competencia embrionaria(44). Además, al evaluar la abundancia relativa de RNAm en oocitos, se observa un patrón de mejor calidad cuando los oocitos son madurados en bajas concentraciones de oxígeno (5 %)(45,46). Estos resultados reflejan los efectos perjudiciales de la concentración de oxigeno atmosférico sobre el cultivo de embriones mamíferos. Por otra parte, los medios de cultivo, dependiendo de su composición y suplementos, pueden contribuir con la producción de ERO al sistema de producción in vitro de embriones(3,47). El medio de cultivo incluye iones metálicos, tales como Fe2+ y Cu2+, los cuales son inductores de la formación de ERO a través de las reacciones de Fenton y Haber-Weiss, y en el caso del hierro, también puede actuar sobre lípidos generando peroxidación lipídica iniciada por radicales hidroxilos libres(48). La suplementación con fluidos biológicos como es el suero bovino fetal (SBF), puede aumentar los niveles de 436

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ERO en relación con otros suplementos como la albumina sérica bovina (BSA). La presencia de la enzima amino oxidasa en suero(49), que participa en la oxidación de aminas primarias, genera como producto secundario el peróxido de hidrógeno(50), lo cual podría explicar el efecto de la concentración del suero sobre el porcentaje de apoptosis(51), la criotolerancia y el patrón de expresión génica en embriones bovinos producidos in vitro(52). Sin embargo, este suplemento proteico mejora la tasa de producción y la calidad de embriones bovinos(53). Adicionalmente, para mantener la competencia de desarrollo de los oocitos bovinos durante la maduración in vitro, es necesario regular el contenido de glucosa. Altas concentraciones de glucosa en el medio de maduración incrementan los niveles de ERO y disminuyen el contenido de glutatión (GSH) intracelular en oocitos bovinos, inhibiendo enzimas responsables en la síntesis de GSH y afectando así la capacidad de los oocitos para reducir las ERO(54,55), las cuales durante el desarrollo embrionario temprano pueden causar peroxidación lipídica de la membrana celular, fragmentación del ADN y afectar la síntesis de proteínas(32,56). Además, la luz visible también induce la producción de ERO generando oxidación de bases, quiebres en las cadenas del ADN y daño oxidativo en otras biomoléculas(2). Se ha reportado que la motilidad y la hiperactivación espermática se ven afectadas por una producción excesiva de ERO, generada por la exposición a luz visible(57). Además, se ha encontrado una producción excesiva de ERO en embriones in vitro que han sido expuestos transitoriamente a la luz visible, siendo la luz fluorescente blanca fría, que es la luz comúnmente utilizada en los laboratorios, la que más ERO genera en cigotos de ratón y hámster, reflejándose en el índice de apoptosis de blastocisto, pero el uso de filtros ha permitido disminuir los efectos de la luz(58). En adición, estudios en los cuales se evaluaron dos tipos de luz (luz del día y luz del laboratorio) y tiempo de exposición en los medios de cultivo y en embriones porcinos, se encontró que redujo la calidad y los porcentajes de blastocistos partenogenéticos(59). Esto sugiere que los medios de cultivo y los embriones deben ser protegidos de la luz durante los procesos de producción in vitro. En los procesos de producción in vitro de embriones, el protocolo de preparación y capacitación del semen para la fertilización in vitro requiere el uso de centrifugación. Sin embargo, el tiempo y la fuerza centrífuga son factores que contribuyen a aumentar los niveles de ERO, causando daño oxidativo y afectando la función espermática(5,60). Además, se observó que la centrifugación de espermatozoides sexados y no sexados por largos periodos de tiempo (45 min) a 700 xg causaba pérdida de la integridad de la membrana plasmática y fragmentación del ADN(61,62). Este resultado sugiere que la membrana plasmática de los espermatozoides sufre un proceso de peroxidación lipídica debido a los altos niveles de ERO, disminuyendo la fluidez de la membrana y la funcionalidad para llevar a cabo la fertilización. Por esta razón, diferentes técnicas de preparación espermática como el “Swim-up” y los gradientes de densidad, han sido usadas para obtener espermatozoides con mayores porcentajes de motilidad e integridad en el ADN, y probablemente mejorar la capacidad fertilizante de los espermatozoides durante los procesos de producción in vitro(63).

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Finalmente, la criopreservación aumenta significativamente la producción de ERO en espermatozoides, afectando la motilidad, viabilidad, capacitación y potenciando la peroxidación lipídica de la membrana espermática, lo cual afecta el potencial de fertilidad(64). En oocitos, las bajas tasas de fertilización de los oocitos criopreservados se relacionaron con los daños por congelamiento, incluido el endurecimiento de la zona pelúcida, debido a la liberación prematura de los gránulos corticales y la desorganización del huso y la pérdida o aglutinación de microtúbulos(65,66). Por lo tanto, el uso de antioxidantes sería un factor importante en la supervivencia y función espermática antes, durante y después de la criopreservación. La Figura 1 muestra los efectos del estrés oxidativo y las fuentes de ERO durante los procesos de producción de embriones in vitro.

Figura 1: Efectos del estrés oxidativo y las fuentes de especies reactivas de oxígeno (ERO) durante la producción de embriones

PIVE= Producción in vitro de embriones

Antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos

Un antioxidante con función biológica se define como una sustancia que disminuye o evita la oxidación del sustrato, resultando un agente reductor más potente(67). Las especies reactivas de oxígeno pueden ser inactivadas por un sistema de defensa que consiste en enzimas y moléculas antioxidantes(2). Estos mecanismos antioxidantes pueden ser mediados por proteínas de unión a hierro y cobre, tales como la transferrina, la ferritina y la albúmina(68), por pequeñas moléculas antioxidantes principalmente derivadas de frutas y vegetales, o mecanismos enzimáticos, los cuales incluyen enzimas, tales como 438

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superóxido dismutasa (SOD), que cataliza la dismutación del anión superóxido en oxígeno y peróxido de hidrógeno; la catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (GPX) que convierten el peróxido de hidrógeno en agua (y oxígeno para la reacción de la CAT); moléculas hidrofílicas como el ascorbato, el urato y el GSH, y lipofílicas como tocoferoles, flavonoides, carotenoides y ubiquinol (Figura 2). También, enzimas involucradas en la reducción de formas oxidadas de pequeñas moléculas antioxidantes, como GSH reductasa y dehidroascorbato reductasa, o moléculas responsables del mantenimiento de grupos tioles en proteínas (tiorredoxina) hacen parte de los mecanismos antioxidantes de la célula(12).

Figura 2: Mecanismos de acción de antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos

El GSH es el mayor componente sulfhidrilo no proteico en las células mamíferas, y es conocido por proteger la célula del daño oxidativo y regula el balance redox intracelular(69); sin embargo, varios estudios han sugerido que el GSH puede jugar un papel importante en muchos procesos biológicos incluyendo la síntesis de ADN y proteínas y proliferación celular durante el desarrollo embrionario(70). En oocitos bovinos, es considerado un importante marcador bioquímico de la viabilidad y la calidad de oocitos mamíferos(71). Adicionalmente, se ha reportado la síntesis de GSH durante la maduración in vitro(72,73), y su asociación con la formación del pronúcleo masculino después de la fecundación(72,74) y el desarrollo embrionario temprano(70). Por lo tanto, los niveles 439

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intracelulares de GSH son considerados un marcador de calidad del oocito y de su competencia para el desarrollo embrionario después de la fertilización in vitro. Los antioxidantes más evaluados para suplementar los medios de cultivo son el ácido ascórbico (AA) y el alfa tocoferol (AT). El AT presenta principalmente un efecto benéfico sobre la tasa de blastocistos y su celularidad(75,76), mientras el AA disminuye la producción de ERO en oocitos bovinos, mejorando su potencial para el desarrollo embrionario(9). Para el caso del sistema de producción in vitro de embriones, el antioxidante AT, puede tener ventajas, debido a su hidrofobicidad, que le permite atravesar la bicapa lipídica, intercalarse en ella y disminuir las ERO dentro de la célula. El AA es un antioxidante hidrosoluble, que actúa sinérgicamente con tocoferol en algunas condiciones regenerando tocoferol a partir de radicales tocopheroxyl en un ciclo redox(77). Ha sido reportado que AA disminuyó la producción de ERO en los medios de cultivo y mejoró la competencia de desarrollo embrionario bovino a través de la disminución de ERO intracelular en oocitos madurados con AA(78). En adición, AA aumentó la tasa de blastocistos y la celularidad(11), aumentó los niveles intracelulares de GSH y disminuyó la producción de EROS en oocitos bovinos(10), mientras durante el CIV, AA disminuyó la producción de ERO y la expresión de genes pro-apoptóticos en embriones porcinos, potenciando el desarrollo embrionario(79) y mejorando la tasa de supervivencia y calidad de embriones vitrificados(80,81). Además, se observó que el medio de cultivo embrionario suplementado con AT o AA aumentó la capacidad de desarrollo y la celularidad, y redujo la proporción de células apoptóticas en blastocistos porcinos derivados de fecundación in vitro (FIV) o transferencia nuclear de células somáticas (SCNT); sin embargo, este efecto no se observó cuando la suplementación fue combinada(76). Otros estudios han reportado los efectos benéficos de la melatonina, debido a que tiene una alta capacidad para atrapar radicales libres, reducir la concentración de ERO, aumentar la expresión de enzimas antioxidantes (SOD y glutatión reductasa)(82,83), suprimir la expresión de enzimas pro-oxidantes y mejorar la función mitocondrial(84,85). La melatonina, como muchos antioxidantes, tiene un efecto positivo o deletéreo dependiendo de la concentración que sea usada en el medio de cultivo. Como suplemento en el medio de FIV, a bajas concentraciones mejora la calidad y la motilidad espermática, disminuye los niveles de ERO y la peroxidación lipídica, y actúa como agente antiapoptótico en espermatozoides bovinos (86) y espermatozoides humanos eyaculados(87–89). En contraste, altas concentraciones de melatonina inducen fragmentación y oxidación de DNA espermático, disminuyen el número de espermatozoides viables y generan una disminución en las tasas de blastocistos, sin afectar la calidad embrionaria(90,91). En relación al medio de cultivo embrionario, la melatonina aumenta las tasas de clivaje, blastocisto y eclosión, aumenta la celularidad embrionaria y promueve la activación de enzimas antioxidantes(92,93).

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Antioxidantes fenólicos

Se han realizado grandes avances en la identificación, purificación y evaluación de moléculas antioxidantes de origen natural(94), como es el caso de los antioxidantes fenólicos, los cuales sirven para inhibir la oxidación de compuestos que tengan importancia biológica o comercial al tener una gran estabilidad, por la presencia de anillos aromáticos en su estructura y la presencia de grupos hidroxilo(94,95). Debido a esto, algunos trabajos señalan su uso potencial como medicamento para la prevención y terapia de enfermedades causadas por los radicales libres tales como la isquemia, aterosclerosis, enfermedades neuronales y cardiovasculares(96,97). Los antioxidantes fenólicos (ArOH) poseen dos mecanismos de acción: por transferencia de un átomo de hidrógeno (HAT) o por transferencia de un electrón (SET). En el primero, el radical libre (R•) remueve un átomo de hidrogeno del antioxidante (ArOH), convirtiéndose en un radical ArO• más estable y más eficiente; debido a que los enlaces de hidrógeno, la conjugación y la resonancia lo convierten en un radical fenoxil no reactivo. En el segundo mecanismo, el antioxidante puede donar un electrón al radical libre formando entre los productos un catión radical del antioxidante (ArO•+), el cual es estable y no reacciona con sustratos (Figura 3). Ambos mecanismos pueden ocurrir siempre en paralelo, pero con diferentes tasas de reacción(98).

Figura 3: Mecanismos de acción de antioxidantes fenólicos

Con el objetivo de buscar nuevos antioxidantes y evaluar su actividad en reproducción, el extracto de té verde (cuyos principales componentes son polifenoles), fue evaluado en

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oocitos madurados in vitro, y encontraron una respuesta favorable con respecto a la tasa de blastocistos y a las concentraciones de glutatión reducido dentro del oocito, pero con la limitante de la escasa repetitividad, debido a que el extracto puede variar de composición(99). Otras moléculas de origen biológico con capacidad antioxidante son las antocianinas, la cuales se evaluaron en el medio de maduración de oocitos porcinos(100) y bovinos(101), sobre los diferentes parámetros de calidad del oocito, como son, el nivel de producción de radicales libres, los niveles de glutatión intracelular, la abundancia relativa de RNAm asociados a desarrollo embrionario y su competencia para la producción in vitro de embriones. Además, el efecto benéfico de los compuestos fenólicos presentes en la uva ha comenzado a capturar la atención de los investigadores, como es el caso del resveratrol (3,5,4’-trans-trihidroxiestilbeno) y el pterostilbeno (antioxidante natural análogo de resveratrol), los cuales se han encontrado en forma abundante en plantas y frutos como arándanos, moras, cacahuates, uva y vino tinto(102,103). La actividad del resveratrol y el pterostilbeno se debe a distintas propiedades biológicas, tanto a nivel in vivo como in vitro, tales como su capacidad antioxidante, cardioprotectora, antiinflamatoria, quimiopreventivo en algunos modelos de cáncer y algunos efectos positivos en enfermedades metabólicas(102,104). Estos resultados conllevan a la exploración de efectos biológicos in vitro en otros modelos y sistemas animales como la producción in vitro de embriones. En relación al pterostilbeno, ha sido reportado que puede reducir los niveles de ERO y el porcentaje de lípidos en embriones, cuando es adicionado el medio de cultivo embrionario(105). Sin embargo, pocos trabajos se han realizado con este tipo de antioxidante en biotecnologías reproductivas, lo que hace necesario realizar más estudios para comprender el mecanismo molecular por el cual el pterostilbeno ejerce su efecto sobre el metabolismo embrionario. Por otro lado, se han encontrado reportes sobre el uso del resveratrol en la maduración in vitro del oocitos porcinos(106), bovinos(10,107–109) y cabras(110), donde aumenta la concentración de glutatión reducido dentro del oocito, disminuye la producción de ERO y aumenta la tasa de blastocistos. Además, el uso del resveratrol durante el cultivo in vitro de embriones tiene un efecto positivo en el desarrollo embrionario(111) y un aumento en la criotolerancia de blastocistos(112,113), reflejando que la capacidad antioxidante del resveratrol mejora la calidad de los oocitos y su resistencia a los procesos de criopreservación. Sin embargo, cuando la concentración de resveratrol es alta (20 y 40 µM) el efecto benéfico desaparece y disminuye el porcentaje de oocitos bovinos capaces de completar el proceso de maduración hasta el estadío de metafase II(114). El efecto fisiológico del resveratrol parece estar relacionado a su capacidad para potenciar procesos celulares dependientes de Sirtuina 1 (SIRT1), la cual está también relacionada a la proteína quinasa activada por adenosina monofosfato (AMPK), que es un sensor energético que controla el metabolismo celular, incluyendo la fosforilación oxidativa y la oxidación de ácidos grasos(115). La activación de AMPK a través de resveratrol incrementa los niveles de NAD+, el cofactor de SIRT1, el cual disminuye la acetilación de sustratos de SIRT1 y activa PGC-1α (coactivador 1α del receptor activado gamma del proliferador 442

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de peroxisoma)(116,117). Sin embargo, se ha encontrado que a pesar de la activación de AMPK para observar los efectos metabólicos del resveratrol, el blanco directo de éste se encuentra corriente arriba de AMPK. Uno de los mecanismos propuestos es que el resveratrol activa AMPK a través de una inhibición competitiva de fosfodiesterasas (PDEs), incrementando los niveles de AMPc(118). Este segundo mensajero juega un papel importante en la maduración de oocitos mamíferos, el cual es generado después de la unión de la FSH y LH a sus receptores específicos en la membrana plasmática de las células de la granulosa, por la activación de la adenilato ciclasa(119). Los niveles intracelulares del AMPc son regulados por las PDEs, las cuales lo hidrolizan a 5´-AMP. El uso de inhibidores de PDE, generan un retraso del reinicio de la meiosis y una cinética más lenta en la expansión del cúmulo, lo cual prolonga el mantenimiento de las uniones gap entre el oocito y las células del cúmulo(120). Esta prolongación de las uniones gap durante la maduración in vitro en presencia de inhibidores de PDE4 podría permitir el paso de metabolitos, iones, nucleótidos y aminoácidos, que mejoran la maduración citoplasmática del oocito, aproximándose a una sincronización entre la maduración nuclear y citoplasmática, lo cual favorecería la producción y calidad de blastocistos. El Cuadro 1 contiene un resumen de los estudios clave que usaron resveratrol como suplemento antioxidante durante la producción in vitro de embriones.

Cuadro 1:. Resultados de estudios usando resveratrol como suplemento en los medios de cultivo para producción in vitro de embriones Cultivo

MIV

Gametos

oocitos

Especie

Concentraciones Resultados del estudio de resveratrol

Porcino

Mejoró el desarrollo de embriones 0.1, 0.5, 2.0 y 10.0 partenogenéticos y fertilizados in vitro, μM aumentó el de GSH intracelular y disminuyó los niveles de ERO

(106)

Porcino

20 µM

Aumentó la expresión de SIRT1, mejoró las funciones mitocondriales y la capacidad de desarrollo de los oocitos

(142)

Porcino

2 µM

Mejoró la resistencia de los oocitos porcinos a los daños inducidos por la criopreservación

(113)

0.1, 1 y 10 µM

Indujo la secreción de progesterona, aumentó el de GSH intracelular y disminuyó los niveles de ERO, promovió la maduración del oocito y el subsecuente desarrollo embrionario

(107)

Bovino

20 µM

Aumentó el contenido de ATP y la expresión de la proteína SIRT1 en oocitos madurados, mejoro la fertilización reforzando los mecanismos responsables del bloqueo de la poliespermia

(143)

Bovino

2 μM

Disminuyó los niveles de ERO, aumentó las tasas de desarrollo embrionario y de celularidad embrionaria

(10)

Bovino

20 y 40 μM

Resveratrol regula la expresión del gen CYP1A1 involucrado en el reinicio de meiosis

(114)

Bovino

443

Referencia

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Bovino

1, 10, 20 y 40 μM

Aumentó el desarrollo de embrionario, aumentó el de GSH intracelular y disminuyó los niveles de ERO

(108)

Bovino

Mejoró la capacidad de desarrollo de los 0.2 µM, 1 µM y 20 oocitos, aumentado las tasas de maduración y µM las tasas blastocistos

(109)

Bovino

2 µM

Resveratrol afectó la expresión de la proteína SIRT1 en oocitos y blastocistos de donantes de diferentes edades

(144)

Bovino

2 µM

Disminuyó los niveles de ERO, aumentó los niveles de GSH y las tasas de clivaje y blastocisto y disminuyó la expresión de genes proapoptóticos

(145)

Caprino

Disminuyó los niveles de ERO, aumentó los niveles de GSH y las tasas de desarrollo 0.1, 0.25, 0.5, 2.0 y embrionario, y disminuyó la expresión de los 5.0 µM genes proapoptóticos en las células del cúmulo, oocitos maduros, y blastocistos

(110)

15 µg/ml

Aumentó de la fertilización de oocitos, disminuyó la generación de ERO, la actividad del glutatión peroxidasa y la concentración de peroxidación lipídica.

(146)

Humano

0.1, 1.0 y 10.0 mM

Evitó el daño del ADN inducido por criopreservación en hombres infértiles

(147)

Porcino

El resveratrol a 0.5 µM durante el cultivo 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 y presentó un efecto positivo en el desarrollo 25 µM embrionario

(111)

Bovino

El resveratrol a 0.5 µM mejoró la calidad de los 0, 0.25, 0.5 y 1 µM embriones y mejoró la criotolerancia embrionaria

(112)

Ratón FIV

CIV

Espermatozoides

Embriones

MIV= maduración in vitro; FIV= fertilización in vitro; CIV= cultivo in vitro.

Cambios de expresión génica y desórdenes epigenéticos inducidos por ERO

La competencia de desarrollo de un oocito está definida como la capacidad de un oocito para reiniciar meiosis, ser fertilizado, dividirse y alcanzar el estadio de blastocisto(121). Esta competencia o calidad, es adquirida progresivamente durante la foliculogénesis con el crecimiento del oocito y su maduración a través de una serie de cambios celulares (actividad mitocondrial), moleculares (perfil de expresión génica) y funcionales (actividad de proteína quinasa)(55,122). Durante el crecimiento y maduración del oocito son sintetizadas RNAm y proteínas, los cuales contribuyen al desarrollo temprano antes y después de la activación del genoma embrionario. Este almacenamiento de RNAm se da durante el crecimiento del oocito y se desarrolla un evento de poliadenilación en cada transcripto, como un regulador clave en la expresión de genes y es conocido como un importante paso para el desarrollo del embrión mamífero(123). Sin embargo, las condiciones de maduración in vitro pueden afectar los niveles de poliadenilación en 444

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mRNAs materno, lo cual puede tener implicaciones en la calidad embrionaria(124). Esto sugiere que deficiencias en la competencia para el desarrollo en la mayoría de los oocitos madurados in vitro, podrían reflejarse en la composición y abundancia de transcriptos de RNAs específicos en el oocito. Por esta razón, diferentes transcriptos se han evaluado en el oocito con el fin de asociarlos a su calidad o a la competencia para el desarrollo embrionario. Entre los más estudiados están NLRP5 (NLR Family Pyrin Domain Containing 5, conocido como MATER) , un gen de efecto maternal específico del oocito requerido para el desarrollo embrionario temprano en bovinos, ratones y humanos(125–127). POU5F1 (POU domain class 5, transcription factor 1) o también conocido como OCT-4, el cual ha sido validado como marcador para reprogramación epigenética y pluripotencia, y es crucial para el desarrollo embrionario normal(128). Se reportó que la expresión de POU5F1 aumentó en embriones porcinos derivados de SCNT tratados con vitamina C(129). Adicionalmente, con el objetivo de predecir el éxito de la fertilización y mantener la viabilidad del oocito, la expresión de genes como ácido hialurónico sintetasa 2 (HAS2), ciclooxigenasa 2 (COX2; PTGS2) y gremlin (GREM1) en las células del cumulo han sido correlacionados con competencia del oocito y su subsecuente desarrollo embrionario(111,130). En el desarrollo de embriones bovinos, la viabilidad celular está determinada por alteraciones en la expresión de genes relacionados al metabolismo como GLUT-1 (glucose transporter-1transcriptos)(131), factores de crecimiento como IGF-2 (insulin-like growth factor 2) e IGF-2R (insulin-like growth factor 2 receptor), la diferenciación temprana y funciones trofoblásticas como IF (interferon tau) y Mash2 (mammalian achaetescute homologue)(132,133). Sin embargo, durante los procesos de producción in vitro de embriones no solo se observan cambios en la expresión génica, sino también desórdenes epigenéticos que pueden afectar los patrones de metilación de ADN sobre algunos genes (DNA methyltransferase, DNMT1a, DNMT3a y DNMT3b) y por consiguiente afectar los perfiles de expresión génica que codifican para un tejido especifico(134). Además, se ha evaluado el efecto de los suplementos antioxidantes en los medios de cultivo sobre la regulación de la expresión génica. En el caso del resveratrol durante la maduración in vitro de oocitos porcinos(106,111,135) y caprinos(110), se observó una disminución en los niveles de transcripción de genes relacionados con apoptosis como BAX, BAK y Caspasa-3, mientras que no se observaron cambios en la expresión del gen BCL-2. Esto sugiere que el resveratrol suprime la expresión de genes proapoptóticos en oocitos madurados, y ejerce un efecto protector sobre los embriones producidos in vitro. También se observó que la suplementación con AA en el medio reguló positivamente la expresión génica pluripotente en blastocistos porcinos partenogenéticos, y disminuyó la expresión del gen proapoptótico Bax(79). Cuando se suplementó el medio de cultivo y los medios de vitrificación- descongelación con AA, se observó que la expresión de los genes asociados a estrés oxidativo GPX1 y 445

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SOD1 aumentó, mejorando las tasas de supervivencia y disminuyendo los niveles de peróxido a las 24 h pos- descongelación(136). Un reporte anterior en bovinos, encontró que la abundancia relativa de GPX1 es mayor en blastocistos de excelente calidad (grado 1) que en blastocistos buenos (grado 2), lo que sugiere que una menor expresión del gen GPX1 se asocia con menor calidad embrionaria(137). Además, las ERO producidas de manera endógena y exógena durante la PIVE pueden inducir cambios epigenéticos. Condiciones de cultivo que incluyen cambios en el pH, osmolaridad, temperatura, exposición a la luz visible, concentración de oxígeno y centrifugación de las células, pueden afectar el patrón epigenético durante el proceso in vitro afectando la calidad de los gametos y embriones(134). Se ha sugerido que el estrés oxidativo puede producir en los gametos, alteraciones en los patrones de metilación del ADN y modificación de las proteínas histonas, cambios transmisibles de gametos a embriones generando variaciones en el epigenoma que podrían alterar el subsecuente desarrollo embrionario(138–140). Los mecanismos de transmisión al embrión durante la fertilización y el clivaje aún no han sido dilucidados; sin embrago, se sugiere que el daño por estrés oxidativo en el epigenoma de los gametos -los cuales aumentan los aductos en el ADN y las alteraciones en los perfiles de metilación-, son transferidas al embrión, manifestándose en alteraciones fenotípicas observadas en los recién nacidos(141). Recientemente se ha demostrado que la inducción de estrés oxidativo en espermatozoides utilizando H2O2 causa daño oxidativo en el epigenoma de los espermatozoides, el cual subsecuentemente reduce las tasas de desarrollo embrionario y altera la diferenciación celular en los blastocistos. Lo cual resulta en una reducción en las tasas de implantación, reducido crecimiento fetal, aumento del tejido adiposo, disminución de la masa magra y reducida tolerancia a la glucosa. Estos hallazgos implican a las ERO como uno de los mecanismos responsables de la transmisión de señales de salud de los padres a los hijos(141).

Conclusiones

A pesar de que las técnicas de producción in vitro de embriones se utilizan de manera comercial en la producción animal, es evidente que existen múltiples factores que pueden generar estrés oxidativo y afectar potencialmente la calidad de los oocitos madurados y consecuentemente las tasas de desarrollo embrionario. El ambiente y los procedimientos a los cuales son sometidos los embriones y los gametos, generan un aumento en los niveles de ERO contrario a los niveles fisiológicos requeridos para regular varias funciones celulares, afectando la morfología y funcionalidad de la célula. Estos factores pueden afectar diferentes biomoléculas generando daños en el ADN, peroxidación lipídica, cambios en los niveles de expresión génica y desórdenes epigenéticos. Esto sugiere el uso de moléculas con actividad antioxidante durante la maduración in vitro y la búsqueda de nuevas sustancias de origen natural, que permitan disminuir el estrés 446

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oxidativo durante los procesos de producción in vitro de embriones, con el fin de mejorar la calidad del oocito y su competencia para el desarrollo embrionario.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Banco de la República, Convenio 201633 Proyecto No. 3.862, por su apoyo a este trabajo.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4454 Nota de investigación

La suplementación con DL-ácido málico mejora las características de la canal de borregos Pelibuey en finalización

José Lenin Loya-Olguina,c Fidel Ávila Ramosb Sergio Martínez Gonzalezc Iván Adrián García Galiciad Alma Delia Alarcón Rojod Francisco Escalera Valentea,c*

Universidad Autónoma de Nayarit. Posgrado en Ciencias Biológico Agropecuarias, Tepic, Nayarit, México. b

Universidad de Guanajuato. Programa de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Guanajuato, México. c

Universidad Autónoma de Nayarit. Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Compostela Nayarit, México. d

Universidad Autónoma de Chihuahua. Facultad de Zootecnia y Ecología, Chihuahua, Chih. México.

*Autor de correspondencia: franescalera@hotmail.com

Resumen: El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la adición de DL-ácido málico en dietas de borregos Pelibuey en finalización sobre ganancia diaria de peso, características de la canal y componentes que no son parte de la canal. Se utilizaron 16 corderos machos de 27 ± 1.92 kg de peso vivo durante los 48 d de la prueba de alimentación. Los animales fueron alimentados con una dieta alta en energía que contenía rastrojo de maíz, como la única fuente de forraje, con y sin DL-ácido málico (MA). Los animales fueron asignados 460

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al azar a uno de los dos tratamientos con 8 borregos cada uno: 1) 4 g de MA por kilogramo de alimento y 2) Control (sin MA). Cuatro borregos de cada tratamiento fueron sacrificados, después de la prueba de alimentación, para medir las características de la canal y los componentes que no son parte de la canal. Los borregos alimentados con MA presentaron una mayor (P<0.05) área del musculo Longissimus lumborum. Sin embargo, no hubo efecto (P>0.05) del MA sobre la ganancia diaria de peso y peso de los componentes que no son parte de la canal. En conclusión, la adición de 4 g de DL-ácido málico, en alimento con alto contenido energético, promueve el crecimiento muscular lo que mejora la calidad de la canal de los borregos en finalización. Palabras clave: Acido málico, Comportamiento animal, Características de la canal.

Recibido: 30/03/2017 Aceptado: 08/05/2018

En muchas regiones del mundo, la producción de carne es el principal propósito(1) de las explotaciones de ovinos. Mientras que la calidad de la carne de ovino puede ser mejorada bajo sistemas de alimentación intensiva utilizando dietas altas en grano(2), los costos del alimento y desórdenes ruminales, principalmente acidosis, los incrementan. Es necesario encontrar alternativas de estrategias de alimentación que mejoren la eficiencia de la utilización de la energía de las raciones y prevengan los desórdenes metabólicos. Existen estudios sobre el ácido málico (MA) que reportan su habilidad para estimular la utilización de lactato por Selenomonas ruminantium(3), la cual puede representar el 51 % del total de bacterias viables en el rumen(4,5). También, MA ha mostrado que incrementa el pH(6), la proteína microbial(3) y la producción total de ácidos grasos volátiles(7). Los incrementos del pH, el total de ácidos grasos volátiles y ácido propiónico han sido observados al utilizar grano de maíz molido y almidón soluble para alimentar a los microorganismos in vitro(8) debido a que el hidrogeno es utilizado para convertir el ácido málico a propionato(9); la diminución de la disponibilidad de hidrógeno reduce la producción de metano(10). Los resultados obtenidos de la suplementación con MA no son constantes(11). Las proporciones de forraje y concentrado en las raciones influye en el éxito de este aditivo(12), con más resultados favorables con dietas con niveles más bajo de forraje(13) en el cual MA está presente de manera natural(14,15). Es limitada la investigación in vivo que se ha llevado a cabo para evaluar el efecto de MA sobre el comportamiento de los rumiantes(9,16). Por lo tanto, los investigadores recomiendan más estudios para probar su efecto en el comportamiento de los ovinos(2).

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Respecto a la influencia de MA sobre las características de la canal, existe evidencia que incrementa el peso de la canal caliente por la mayor ganancia diaria de peso con la inclusión de ácido málico en el concentrado de corderos machos cruzados(17), sin embargo, algunos autores no encontraron efecto en el peso de la canal de vaquillas(18). Los autores de este estudio no encontraron información relacionada con los efectos del DL-ácido málico sobre el comportamiento productivo y características de la canal del Pelibuey, la cual es una raza de pelo. El número de ovinos de razas de pelo se ha incrementado en varios países de América Latina por su facilidad de manejo y su resistencia a los parásitos(19), temperatura y humedad ambiental elevadas. Sin embargo las razas de pelo han mostrado ganancias diarias y calidad de la carne menores que las razas de lana(20). Se debe resaltar que la demanda del consumidor por carne magra está incrementado(21). El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la adición DL- ácido málico en la dieta concentrada de finalización de corderos machos Pelibuey sobre la ganancia diaria de peso, características de la canal y componentes que no son parte de la canal. Los procedimientos con animales vivos se realizaron de acuerdo a los lineamientos oficiales aprobados para el uso y cuidado de los animales (NOM-051-ZOO-1995; cuidado humanitario de los animales durante su movilización; NOM-062-ZOO-1995: Especificaciones técnicas para el cuidado y uso de animales de laboratorio, explotaciones ganaderas, granjas, centros de producción, reproducción y cría, zoológicos y exhibiciones que deben de cubrir los principios básicos de bienestar animal; NOM-024-ZOO-1995; cumplimiento de las estipulaciones de sanidad animal y las condiciones durante el transporte de los animales. Este experimento se llevó a cabo en una granja comercial de ovinos Pelibuey denominada Los Limones, localizada en Nayarit, México (21° 03' 48.11" N y 104° 31' 34.76" W). Se utilizaron 16 corderos con un peso corporal promedio de 27 ± 1.92 kg. Los animales se dividieron al azar en dos grupos de ocho animales cada uno y se alojaron en jaulas elevadas con piso plástico de rejilla equipadas con sombras, comederos y bebederos automáticos. Cada grupo recibió uno de los dos tratamientos: 4 g de DL-ácido málico por kilo de alimento (MA) o control; la misma dieta del grupo MA pero sin el aditivo. El DLácido málico provino de la compañía Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Los animales se alimentaron ad libitum a las 0800 h todos los días. Los primeros siete días fueron de adaptación de los animales a las dietas experimentales seguidos de los 48 días de la prueba de alimentación. La composición y los ingredientes de las dietas experimentales se muestran en el Cuadro 1. La dieta basal se preparó cada semana la cual se dividió en dos partes para agregarle MA a una de éstas, mezclando MA en 20 kg de alimento antes de incorporarlo con el resto del alimento.

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Cuadro 1: Ingredientes y composición química de las dietas experimentales1 Ingrediente, % Grano de maíz quebrado Grano de sorgo Pasta de canola Pasta de soya Melaza de caña Rastrojo de maíz Minerales Calcio Bicarbonato de sodio Sebo DL-ácido málico Composición quimica, % Materia seca Proteína cruda EN g, Mcal/kg EN , Mcal/kg Fibra cruda Fibra detergente neutro Fibra detergente ácido Extracto etéreo

Control2

MA2

12.48 53.05 9.82 4.91| 7.66 6.48 2.95 0.98 0.69 0.98 -

12.43 52.84 9.78 4.89 7.63 6.46 2.94 0.98 0.68 0.98 0.39

88.70 14.01 1.14 1.77 4.12 16.44 5.76 3.88

89.09 13.95 1.13 1.76 4.10 16.37 5.74 3.87

Expresado en base seca. EN g = Energía neta de la ganancia. EN m = Energía neta de mantenimiento.

La cantidad de alimento ofrecido a cada corral se ajustó para permitir un rechazo mínimo (<5 %) en el comedero. Los ajustes diarios se llevaron a cabo incrementando o disminuyendo el alimento ofrecido y se registró el consumo de alimento por semana. Se tomó una muestra del alimento ofrecido por semana para la determinación del contenido de materia seca (método 930,15) de acuerdo con el AOAC(22). El peso corporal inicial y final de los animales se obtuvo después de la alimentación utilizando una báscula electrónica (TOR REY TIL/S:107-2691, TORREY electronics Inc, Houston TX, USA). Las ganancias de peso corporal se obtuvieron sustrayendo el peso inicial del peso final, mientras que las ganancias promedio diarias de peso fueron calculadas dividiendo la ganancia de peso entre el número de días entre el número de días transcurridos entre los pesajes. Cuatro corderos de cada tratamiento fueron sacrificados en un rastro para ovinos (Asociación de Ovinocultores del Centro de Nayarit) después de la prueba de alimentación. Después del sacrifico se registró el peso de la canal caliente. Las canales se cubrieron con plástico para evitar pérdidas del enfriado y se refrigeraron por 24 h a -4 °C. Las canales se cortaron entre la doceava y treceava costilla y el grosor de la grasa dorsal 463

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se midió con una regla métrica metálica. El músculo Longissimus lumborum se dibujó en un acetato para después medir el área del músculo con una plantilla plástica. Los datos se analizaron utilizando un diseño completamente al azar. La significancia de las diferencias (P<0.05) entre las medias de los tratamientos se determinaron utilizando la prueba de t-student para muestras independientes con el paquete estadístico SPSS(23). El comportamiento productivo de los corderos en finalización se muestra en el Cuadro 2. En este estudio, los corderos suplementados con DL-ácido málico (MA) presentaron similares (P>0.05) ganancias diarias de peso, consumo de alimento, eficiencia alimenticia y pesos corporales iniciales y finales comparados con los que no recibieron el aditivo.

Cuadro 2: Comportamiento productivo de corderos Pelibuey en finalización Variable Días, n Corderos, n Peso inicial, kg Peso final, kg CMS, g/d GDP, g/d EF, g/g

Control1 48 8 27.80 38.25 983 218 0.233

MA 48 8 25.90 38.50 1022 263 0.247

SEM

1.92 0.94 64.75 58.05 0.6

0.69 0.75 0.69 0.87 0.89

Control = sin suplementación con DL-ácido málico. MA= 4 g de DL-ácido málico /kg de alimento; SEM= Desviación estándar de la media. CMS= Consumo de material seco; GDP= Ganancia diaria de peso; EF= eficiencia alimenticia.

La influencia de MA sobre las características de la canal de los corderos se muestra en el Cuadro 3. La adición del ácido málico en la dieta de finalización no alteró (P>0.05) el peso de la canal caliente, grosor de la grasa dorsal (FT) o rendimiento de la canal. El área del músculo Longissimus (LMA) fue mayor (P<0.01) en los animales suplementados, mientras que MA no afectó los componentes que no son parte de la canal (Cuadro 4).

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Cuadro 3: Características de la canal de corderos Pelibuey en finalización Variable

Control1

SEM

P-value

21.5 56.2 11.8 0.105

21.3 55.3 13.0 0.125

0.67 0.81 0.42 0.03

0.87 0.23 0.002 0.67

PCC, kg RCC2, % ALL, cm2 Grosor de la grasa, cm

1 Control = sin suplementación con DL-ácido málico. MA= 4 g de DL-ácido málico /kg de alimento; SEM= Desviación estándar de la media. PCC= peso de la canal caliente; ALL= área del músculo Longissimus lumborum. 2 Rendimiento de la canal caliente = (PCC/peso final)*100.

Cuadro 4: Componentes que no son parte de la canal de corderos Pelibuey en finalización Variable1

Control2

SEM

P-value

Piel Patas Corazón Hígado Pulmones Bazo

11.04 2.15 0.48 2.25 1.99 0.30

12.16 2.19 0.51 2.26 2.01 0.38

0.52 0.66 0.05 0.15 0.90 0.01

0.08 0.77 0.60 0.92 0.15 0.06

Expresado como porcentaje del peso final. Control= sin suplementación con DL-ácido málico. MA= 4 g de DL-ácido málico /kg de alimento; SEM= Desviación estándar de la media. 2

El consumo de alimento fue similar entre tratamientos, 0.983 and 1.022 kg con el control y MA, respectivamente. Los resultados de otros autores muestran que el ácido málico no altera el consumo de materia seca de los corderos en finalización(2), borregas lactantes Pelibuey(24), cabras lecheras(15), vacas lecheras(8,25,26) y ganado de engorda(27). Algunos autores mencionan que dosis de MA menores del 2.6 % no afectan el consumo de materia seca(28). En este experimento, se evaluó el nivel de 0.4 % porque dosis similares fueron usadas en investigación previa con la misma raza(2,24) y con razas diferentes(11). Las ganancias diarias de peso observadas con MA corresponden al promedio de ganancia de corderos Pelibuey alimentados con dietas altas en energía(29,30). La ausencia de efecto de MA sobre la ganancia de peso en este experimento coincide con otros trabajos sobre la suplementación de MA en corderos(11;31) y becerros(8) alimentados con dietas altas en concentrado. Sin embargo, algunos estudios han reportado efecto positivo de MA sobre la ganancia diaria de peso de ganado alimentado con dietas con niveles altos de concentrado(16). El contenido en las plantas varía con la edad (madura < joven) y tipo de planta (gramínea < leguminosa)(32). Por lo tanto, se esperaba un aumento significativo de 465

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peso, ya que los corderos se alimentaron con una dieta alta en concentrado que contenía rastrojo de maíz (con un contenido bajo de malato) como la única fuente de forraje. La incorporación de DL-malato en fermentaciones de almidón soluble y maíz quebrado con mezclas de microorganismos ruminales ha modificado el pH, CH4 y ácidos grasos volátiles de una forma análoga al efecto de los ionoforos(33). Sin embargo, de acuerdo con este experimento, otros factores tales como el número de días en alimentación puede influir sobre el efecto del MA, no solo la proporción de forraje o tipo de grano se deben usar como criterio para obtener efectos positivos de este aditivo sobre la ganancia de peso. El grado al que MA influye sobre la ganancia puede depender de la composición de la dieta(11), como el tipo de grano, dosis, la forma química del malato (sal o ácido libre) o la etapa de producción del animal(8). Niveles de MA entre 0.6 y 1.1 % ha mejorado la ganancia de novillos con dietas altas en energía a base de maíz(34). También, la ganancia se ha incrementado linealmente cuando DL-malato se ha agregado a dietas energéticas con maíz rolado(16). Este estudio utilizó un nivel menor al 0.06 %(34) debido a que se obtuvieron resultados favorables en un experimento previo con hembras Pelibuey alimentadas con una dieta similar(24). Probablemente se hubieran encontrado diferencias significativas si el experimento de alimentación se hubiera prolongado, ya que la diferencia entre los tratamientos tendió a ser mayor con los días del experimento. Sin embargo, en la región de México donde se llevó a cabo el presente trabajo, el consumidor busca canales magras, prefiere animales con un peso final entre 35 y 40 kg. El peso de la canal caliente y el porcentaje de rendimiento no fueron influenciados por la suplementación con MA. De igual manera, algunos investigadores reportaron efecto nulo del MA sobre el rendimiento de la canal y el peso de la canal caliente y fría cuando adicionaron las dietas de corderos Merino con 0.4 y 0.8 % de MA(11). La suplementación con MA a corderos en finalización incrementó (P=0.002) el área de musculo L. lumborum (LMA). Mayores LMA se asocian aumentos de rendimientos y de cortes de la canal(35). La suplementación con malato ha incrementado la retención de nitrógeno en borregos y novillos(34). El mayor crecimiento muscular puede ser atribuido al incremento de la producción de proteína microbial(3,36), o a la alta disponibilidad de propionato por la adición de MA que se deriva del aprovechamiento del H2 reduciendo la metanogénesis en el rumen(7,37). Niveles altos de nitrógeno y propionato en el rumen podrían incrementar la talla muscular por la mayor deposición de nitrógeno y por la mayor biodisponibilidad de alanina producida por el metabolismo del propionato a través de la gluconeogénesis en el rumen(38). Además, las mayores cantidades de propionato conducen a la hipertrofia de los adipocitos intramusculares(39) y musculo del bovino(40). La utilización del propionato, como precursor primario de la gluconeogénesis para la energía de producción, ha sido documentada para la producción de leche, principalmente. Se ha encontrado un efecto significativo de MA sobre la producción de proteína en leche en borregas Pelibuey(24) en lactación temprana y vacas lecheras(28) en lactación temprana y media(25). Este efecto puede ser atribuido al incremento de la eficiencia microbial que resulta del mayor uso de carbohidratos para la producción de N microbial(25). Sin embargo, el propionato también podría ser utilizado para incrementar la ganancia de

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músculo, por lo observado en el presente estudio. Además, el porcentaje de cada tejido puede variar considerablemente entre las canales de un mismo peso, dependiendo de la raza y tipo de alimentación(41). El grosor de la grasa dorsal (FT) no fue diferente entre los tratamientos. Probablemente MA no afectó FT de los borregos Pelibuey porque las razas de pelo depositan pequeñas cantidades de grasa subcutánea(42) y, más importante, porque los animales se sacrificaron jóvenes, cuando la deposición de grasa en los adipocitos subcutáneos preformados no está completa. En este caso, las cantidades más altas de propionato ruminal y subsecuentemente glucosa en el tejido, no promueve la formación de adipocitos subcutáneos como sucede con los adipocitos intramusculares(39). En general, la grasa corporal incrementa conforme el peso al sacrificio es mayor(43,44). Se han reportado grosores más anchos de grasa subcutánea en corderos Pelibuey con pesos finales más pesados (>43 kg) (45). El crecimiento del musculo liso no fue afectado por la suplementación con MA, ya que los componentes que no son parte de la canal, expresados como porcentaje de peso corporal final, fueron similares entre ambos tratamientos. Estos resultados de la investigación están de acuerdo con otros autores, que encontraron aumentos similares en el tejido esplácnico total en la fase de finalización que fueron consistentes con las tasas de ganancia de peso vivo y de la canal observadas en otros estudios(46). Existe una relación negativa entre los residuos de la canal (órganos y despojos) y el rendimiento de la canal(47). Por lo tanto, serían necesarias mayores diferencias en la ingesta de nutrientes para influir en el peso de los órganos(48). La suplementación con ácido DL-málico (4 g por kilogramo de alimento) en corderos Pelibuey en finalización no mejora significativamente la ganancia diaria promedio. Si bien la suplementación con ácido DL-málico mejora el área muscular de Longissimus, no afecta los componentes que no son de la canal. Un área muscular Longissimus más grande podría tener un impacto económico positivo ya que implica una mayor proporción muscular.

Agradecimientos

Este trabajo fue realizado gracias al financiamiento de CONACyT (Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia) al proyecto  147693.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4551 Nota de investigación

Predicción de las características de la canal en ovejas Pelibuey de desecho por medio de ultrasonido Alfonso J. Chay-Canula Juan José Pineda-Rodriguezab Jaime Olivares-Pérezb Francisco G. Ríos-Rincónc Ricardo García-Herreraa* Ángel T. Piñeiro-Vázquezd Fernando Casanova-Lugoe

Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. División Académica de Ciencias Agropecuarias, Carretera Villahermosa-Teapa, km 25, R/A. La Huasteca 2ª Sección, Tel. (993) 358-1585, 142-9151. 86280, Villahermosa, Tabasco, México. b

Universidad Autónoma de Guerrero. Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Ciudad Altamirano, Guerrero, México. c

Universidad Autónoma de Sinaloa. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Culiacán, Sinaloa, México. d

Tecnológico Nacional de México. Instituto Tecnológico de Conkal. Conkal, Yucatán, México. e

Tecnológico Nacional de México. Instituto Tecnológico de la Zona Maya, Othón P. Blanco, Quintana Roo, México.

*Autor de correspondencia: ricardogarciaherrera@hotmail.com

Resumen: El objetivo fue predecir mediante ultrasonografía las características de la canal de 28 ovejas Pelibuey (41.01 ± 8.43 kg) de desecho alimentadas en sistema intensivo, clínicamente sanas, no gestantes y no lactantes. Las mediciones ultrasónicas de espesor de grasa dorsal (EGD), área, (ALD), profundidad (PLD) y ancho (ALD) del músculo 473

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Longissimus dorsi, entre la 12.a y 13.a vertebra torácica y entre la 3.a y 4.a vértebra lumbar, se realizaron 24 h antes del sacrificio. Al sacrificio se pesó la canal caliente, así como los órganos internos y la grasa interna. Las canales se dividieron a la mitad, se refrigeraron (1°C; 24 h) y se pesaron en canal frío. Luego fueron diseccionadas y pesadas en sus principales componentes. Con los datos se calcularon los coeficientes de correlación entre variables y las relaciones se estimaron mediante modelos de regresión. Se observó que las mediciones ultrasónicas de grasa dorsal, torácica y lumbar tuvieron un r2 positiva de entre 0.51 y 0.66 (P<0.001) en la predicción de los pesos de la canal; y un r2 de entre 0.44 a 0.57 (P<0.001) para predecir el tejido muscular en la canal. Es posible utilizar las mediciones de ultrasonido como una herramienta para la evaluación de características de la canal de ovejas Pelibuey de desecho, y es posible predecir el peso de la canal y los tejidos comestibles. Palabras clave: Grasa dorsal, Ovejas de pelo, Regresión, Área del Longisumus dorsi.

Recibido: 15/07/2017 Aceptado: 30/04/2018

La población ovina en los estados de Tabasco y Yucatán durante el período de 2002 a 2011 aumentó en un 37 % y un 95 %(1), respectivamente; ambas entidades están ubicadas en la región sureste de México y se caracterizan por su clima tropical. En esta región, la principal raza utilizada en sistemas de pastoreo mixto debido a su alta prolificidad, buena rusticidad, resistencia a los parásitos y gran capacidad de adaptación a diferentes condiciones ambientales es la raza Pelibuey(1,2). En México, la amplia gama de sistemas productivos da lugar a fluctuaciones estacionales en la disponibilidad de ovejas para el sacrificio y provoca mucha irregularidad en el tipo y la condición de los animales que se producen, lo que se refleja en la calidad del producto final. Todo esto provoca fluctuaciones estacionales con una fuerte irregularidad en la oferta de animales a lo largo de todo el año, y da lugar a marcadas diferencias en sus características y condiciones en el momento de la venta, ya que proporciona al mercado una gran variedad, que va desde los corderos jóvenes de razas especializadas a animales desechados por su edad avanzada y la ínfima calidad de su carne(3). Para predecir in vivo las características de las canales de animales, se han establecido técnicas no invasivas que se prefieren a las técnicas que implican la destrucción de la canal(4,5). En las ovejas Pelibuey se ha utilizado el ultrasonido para predecir las características de la canal(5), los depósitos de grasa del cuerpo(6) y el canal de contenido energético(7). Asimismo, se han evaluado mediciones corporales para predecir las características de la canal(8).

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Por otra parte, es más difícil introducir en el mercado las ovejas sacrificadas o descartadas, con un peso de las canales que oscila entre 20 y 40 kg, debido a la baja aceptabilidad en el mercado de los consumidores, relacionada con un precio de venta bajo debido a la falta de importancia comercial de esta categoría. Además, los estudios relacionados con la calidad de la canal y carne son escasos(9,10,11). Como se ha descrito, el objetivo de este estudio fue predecir las características de las canales de ovejas Pelibuey desechados por la medición ultrasónica. Las ovejas Pelibuey se seleccionaron a partir de un rebaño comercial en la granja "El Rodeo", situada a 17° 84” N, 92° 81” W; 10 msnm y a 14 km de la carretera VillahermosaJalapa, Tabasco, México, con una temperatura promedio anual de 28.2 °C y una precipitación anual de 2,299.5 mm(12). Se seleccionaron de un rebaño comercial, veintiocho (28) ovejas Pelibuey de 4 años de edad, no gestantes y no lactantes, y clínicamente sanas, con una media de peso corporal (PC) de 41.01 ± 8.43 kg y una calificación de condición corporal (CCC) de 2.82 ± 1.29. Las ovejas estaban confinadas en corrales grupales en una construcción techada con piso de concreto y sin paredes. La dieta ofrecida consistía en un 66 % de forraje y un 34 % de concentrado, con un estimado de energía metabolizable de 12 MJ/kg MS and 10 % PB(13). Los ingredientes de la dieta fueron los granos de cereales (maíz o sorgo), la harina de soya, heno de pastos tropicales, vitaminas y minerales. La CCC se evaluó mediante dos procedimientos que emplean la técnica de Russel et al(14). Los animales fueron clasificados en seis grupos según su CCC: 1 (n= 4); 2 (n= 8); 2.5 (n= 3); 3 (n= 5); 4 (n= 5) y 5 (n= 3). Las mediciones de ultrasonidos (USM) se realizaron 24 h antes del sacrificio; se determinaron mediante un equipo de ultrasonido en tiempo real Aloka 500, modo B con una sonda lineal de 5 MHz. Las ovejas se rasuraron previamente entre las vértebras torácicas 12ª y 13ª y las vértebras lumbares 3ª y 4ª, según se describe en la literatura(5,6). Las USM incluyen el espesor de grasa (EG), el área (ALD), profundidad (PLD) y la anchura (AnLD) del Longissimus dorsi en las regiones dorsales torácica (EGD, ALDD, y PLDD, AnLDD) y lumbar (EGL, y ALDL, PLDL y AnLDL). Las ovejas se inmovilizaron manualmente y se utilizó gel acústico para crear un buen contacto entre la sonda y la piel de las ovejas. La presión sobre el cabezal del transductor se mantuvo al mínimo para evitar la compresión de la grasa subcutánea(5,6). Todas las mediciones se realizaron en el lado izquierdo de las ovejas. Después de capturar la imagen de la exploración del área del músculo (ALDD y ALDL) y el espesor de grasa (EGD y EGL) en ambas regiones se midieron utilizando los medidores digitales del equipo y de las USM fueron grabadas en todos los animales por el mismo operador, como en otros lugares descritos(5,6). Las ovejas se sacrificaron de manera humanitaria siguiendo las Normas Oficiales Mexicanas(15,16) establecidas para el sacrificio y el procesamiento de los animales de carne. Antes del sacrificio, el PC seco (PCS) fue medido después de que los piensos y el 475

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agua fueron retirados durante 24 h. Las extremidades, la piel, la cabeza y todos los órganos internos fueron separados. Los datos registrados al momento del sacrificio fueron el peso de los órganos internos y el de la canal caliente. La grasa interna total (GIT, tejido adiposo) fue disecada, pesada y agrupada como grasa pélvica (alrededor de los riñones y la región pélvica) o grasa epiploica y mesentérica. Posteriormente, las canales se dividieron en dos mitades iguales a nivel de la línea media dorsal, pesadas y refrigeradas a 6 °C durante 24 h. Después de la refrigeración, la mitad izquierda de las canales fue completamente diseccionada en grasa subcutánea y grasa intermuscular (grasa de canal, GC), músculo, hueso y cartílago, y cada componente fue pesado por separado. Los tejidos disecados de la canal izquierda se ajustaron como canal completa. Los coeficientes de correlación entre las variables se analizaron mediante el procedimiento PROC CORR de SAS(17). Las relaciones entre el PC, PCS, MUS y CEC se estimaron mediante modelos de regresión lineal utilizando PROC REG(17). Se utilizó la opción escalonada en la expresión de selección de las variables significativas (P<0.05) que deberán ser incluidas en los modelos estadísticos. La exactitud de los modelos se evaluó mediante el coeficiente de determinación (r2) y el error cuadrático medio (ECM). El Cuadro 1 muestra las medias (±DE), los valores mínimos y máximos de PC, PCS, las características de la canal y las USM de ovejas Pelibuey adultas. Los coeficientes de correlación (r) de las USM en la región torácica (EGD, y ALDD y AnLDD) entre el PCF, el músculo de la canal (MC) y GC fueron significativos (P<0.01) con valores que oscilaron entre 0.37 y 0.76. Sin embargo, las relaciones con los HC no fueron significativas (P>0.05). Asimismo, se observó una tendencia análoga en relación con las MUS lumbar y de la canal: los valores de r variaron de 0.34 a 0.73. Cuadro 1: Análisis descriptivo de los datos sobre las características de la canal y las medidas de ultrasonido de ovejas Pelibuey de desecho (n=28) Variable Descripción Media ± DE Mínimo Máximo PC

Peso corporal, kg

41.01± 8.43

29.80

59.80

CCC

Condición corporal

2.77± 1.22

1.00

5.00

PCC

Peso de la canal caliente, kg

19.65±5.14

13.42

31.48

PCF

Peso de la canal fría, kg

18.86±4.99

12.68

30.52

Músculo de la canal, kg

10.80±2.05

8.33

15.44

Grasa de la canal, kg

4.25±2.81

0.68

10.62

Huesos de la canal, kg

3.82± 0.46

3.18

5.27

EGD

Espesor de grasa dorsal, mm

0.81±0.49

1.80

476

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Área dorsal, cm2

7.00±2.04

4.09

12.95

PrT

Profundidad torácica, cm

1.69± 0.36

1.10

2.77

Ancho dorsal, cm

5.14± 0.63

3.64

5.94

EGL

Espesor de la grasa lumbar, mm 0.91±0.99

5.50

Área lumbar, cm2

6.32±1.71

3.79

9.56

Profundidad lumbar, cm

1.72± 0.33

1.20

2.67

AL, cm

Ancho lumbar, cm

5.09± 0.49

4.02

5.75

DE: desviación estándar.

Para la predicción del PCC y del PCF (Ecuaciones 1 a 4), las ecuaciones obtenidas tenían un r2 que oscilaba entre 0.51 y 0.66 (Cuadro 2), en estos modelos se incluyeron el EGD y el EGL (P<0.05). Las ecuaciones de regresión desarrolladas para predecir el músculo de la canal tenían un r2 que oscilaron entre 0.44 y 0.57. La USM que se incluyó en los modelos fue el espesor de grasa (EGD y la EGL). Asimismo, para la relación entre la GC y las USM, dado que el intercepto de esta ecuación no fue significativa, se ajustaron regresiones lineales a través del origen (Ecuaciones 7 y 8). Para la predicción del HC no coincide con ninguna ecuación basada en las USM. Cuadro 2: Ecuaciones de regresión para predecir los rasgos de la canal mediciones ultrasonográficas en ovejas Pelibuey de desecho (n =28) No. Ecuación r2 CME DER P Peso de la canal caliente (PCC): 1 PCC (kg) = 13.54 (±1.34 ***)+ 7.50 (±1.42 ***)×EGD 2 PCC (kg) = 13.35 (±1.16 ***)+ 5.22 (±1.42 ***)×EGD + 2.23 (±0.70**)×EGL Peso de la canal fría (PCF) 3 PCF (kg) = 12,94 (± 1,12**)+ 7,26 (±1,38×EGD***) 4 PCF (kg) = 12.75 (±1.30***)+ 5.01 (±1.37**)× EGD + 2.21 (±0.68**)×EGL Músculo de la canal (MC) 5 MC (kg)= 8.53 (±0.57***)+ 2.77 (±0.60 ***)×EGD 6 MC (kg)= 8.46 (±0.51***)+ 1.90 (±0.63 **)×EGD + 0.85 (±0.31 *)×EGL Grasa de la canal (GC) 7 GC (kg)= 4.99 (±0.36 ***)×EGD 8 GC (kg)= 3.66 (±0.49***)×EGD + 1.22 (±0.35**)×EGL

0.51 13.24 3.63 <.0001 0.65 9.83 3.13 <.0001

0.52 12.50 3.53 <.0001 0.66 9.14 3.02 <.0001

0.44 2.41 0.57 1.93

1.55 0.0001 1.38 <.0001

0.87 3.41 0.91 2.41

1.84 <.0001 1.55 <.0001

r2= coeficiente de determinación; ECM= error cuadrático medio DER= desviación estándar residual; P= valor-P; *P<0.05; **P<0.001; ***P<0,0001; ns= no significativo; PCC= peso de la canal caliente; PCF= peso de la canal fría; MC= músculo de la canal; GC= grasa de la canal; HC= hueso de la canal; EGD= espesor de grasa dorsal; EGL= espesor de grasa lumbar .

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El ultrasonido en tiempo real es un método no invasivo que permite predecir la grasa corporal y, la superficie y la profundidad del músculo Longissimus dorsi en los corderos(5,18,19). Por otra parte, Silva et al(20) indican que el uso de las mediciones de ultrasonido proporciona buenas estimaciones del contenido de grasa y de energía en el cuerpo de las ovejas de dos grupos raciales. Un grupo de investigadores(21) informó que la inclusión del PC y de algunas USM hace posible predecir la composición química de los corderos. Sin embargo, en la literatura especializada, la disponibilidad de estudios sobre la predicción de la composición y del contenido energético de las canales de ovejas es limitada(7,21). En México, la raza Pelibuey es una de las razas maternas más importantes en la zona tropical y apoya a la producción de carne de ovino; a pesar de ello, la información sobre la predicción de las características de la canal de ovejas Pelibuey desechadas es muy escasa en la literatura científica(5). Según otros autores(22) que evaluaron ovinos Akkaraman con un peso corporal promedio de 42 kg, el valor del ALDD fue 8.86 cm2, y el del EGD, de 4.03 mm; el ALDD fue más alta que la registrada en el presente estudio. También(5) reportaron valores de ALDD y ALDL de 7.06 y 6.81 cm2, respectivamente, lo cual es coherente con el presente estudio; además, encontraron valores de 7.00 y 6.32 cm2 para el ALDD y el ALDL, respectivamente. En el caso del EGD, este valor fue superior en el orden del doble para los valores hallados en ovejas Pelibuey adultas. En ovejas de raza Churra con un peso corporal promedio de 36 kg, se reportaron valores promedio de GT y GL de 0.38 y 0.44 mm, respectivamente(23); estos valores son más bajos que los encontrados en el presente estudio (0.81 y 0.91 mm para el EGD y el EGL, respectivamente); en un estudio reciente(5) se reportaron en promedio valores de 1.91 y 1.99 mm para EGD y EGL respectivamente; estos valores promedios son superiores a los registrados en el presente estudio. Por otra parte, se indicó(22) que las medidas de ultrasonido solo mostraron menores valores de r2 que los que se obtuvieron cuando el peso corporal fue incluido como una variable en las ecuaciones. Una situación similar fue observada por Aguilar-Hernández et al(5) y, de la misma manera, en el presente trabajo. También se informó(23) que el uso del PC y el EGD en varias ecuaciones para predecir el total de grasa en la canal obtuvo un r2 de 0.88, el cual difiere del encontrado por otros autores(5), quienes, utilizando las mismas variables en la ecuación, obtuvieron un r2 de 0.51, y el EGD no fue significativa en el modelo; una situación similar se observó en el presente estudio, por lo que se pudo deducir que la inclusión de las mediciones por ultrasonido mejora ligeramente (4 %) la predicción de este tejido (ecuación 5). También se señaló(23) que el peso de los huesos está asociado en gran medida con el peso corporal de las ovejas, y registrando un r2 de 0.92; en este sentido, otros investigadores(5) informaron que en ovejas Pelibuey esta relación logró una r2 de 0.22, valor similar al obtenido en corderos de Aragón(24), al evaluar esta misma relación (r2= 0.19). En la presente investigación se observó que el PC solo predice el peso del hueso con el valor r2 de 0.41. En este sentido, se constató que las medidas por ultrasonido en animales in vivo estaban relacionadas con las mediciones determinadas en la canal, y se concluyó que estas 478

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mediciones pueden ser utilizadas para predecir las características de la canal de las ovejas sacrificadas(25). Esto es consistente con los resultados observados en el presente estudio. Varios autores concluyen que el uso del ultrasonido es una herramienta valiosa para predecir las características de la canal y la composición corporal de los animales productores de carne(20,26). Es posible utilizar las mediciones de ultrasonido como una herramienta para evaluar las características de las canales de las ovejas Pelibuey de desecho, así como para predecir el peso de la canal caliente y la cantidad de proteína y de grasa en la canal. De esta manera se podrá asignar un mayor valor a la canal de los ovinos, dependiendo de su rendimiento y sus cualidades, además de mejorar la condición del cuerpo en los animales próximos al sacrificio para elevar la calidad de su carne y para conseguir una mejor posición en la escala comercial.

Agradecimientos Al Dr. José Manuel Piña Gutiérrez el haber facilitado las instalaciones del Rancho "El Rodeo", y al Programa para el Mejoramiento del Profesorado (PROMEP) por el apoyo financiero para realizar este experimento (proyecto: UJAT- PTC-110): “La composición corporal y las reservas de energía en ovejas de pelo y su relación con su actividad reproductiva”.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4759 Nota de investigación

Estudio de asociación genómica para resistencia a Cooperia punctata en bovinos cruzados en el trópico subhúmedo de México

Adriana García-Ruíz a Felipe de Jesús Ruíz-López a Miguel Alonso-Díaz b Elke Von-Son-de-Fernex b Sara Olazarán-Jenkins c Vicente Eliezer Vega-Murillo d Maria Eugenia López-Arellano e*

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Fisiología y Mejoramiento Animal. Ajuchitlán, Querétaro. b

Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Ganadería Tropical. Martínez de la Torre, Veracruz. México. c

INIFAP. Sitio Experimental las Margaritas, Hueytamalco, Puebla. México.

INIFAP. Campo Experimental La Posta, Paso del Toro, Veracruz. México.

INIFAP. Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Salud Animal e Inocuidad. Jiutepec, Morelos. México.

*Autor de correspondencia: mlopez.arellano@gmail.com

Resumen: El objetivo del presente estudio fue evaluar la resistencia a la infección natural por Cooperia spp. en bovinos jóvenes cruzados Cebú x Holstein, en trópico. Catorce (14) becerros de cuatro meses de edad fueron tratados con desparasitante y trasladados a potreros naturalmente contaminados con nematodos gastrointestinales bajo condiciones de trópico sub-húmedo. Muestras de heces se colectaron cada siete días durante tres 482

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meses por individuo, para cuantificar el número de huevos por gramo de heces (HPG) e identificar el género por PCR de punto final. Se colectaron muestras de pelo para llevar a cabo estudios de asociación genómica utilizando la plataforma GeneSeek Genomic Profiler HD-V3 que contiene139,376 marcadores SNP. Los resultados obtenidos indican variación en el número de HPG por individuo (mínimo 7+7 y máximo 4657+1886 HPG). En los análisis de componentes principales se identificaron diferencias raciales entre los animales con genes de las razas Cebú y Holstein. Los estudios de asociación del genoma completo detectaron 5 haplotipos estadísticamente significativos (P<0.001). El haplotipo del cromosoma 2 incluye cuatro marcadores, el 10 incluye a tres, el 15 incluye a dos, el 23 cuatro y el del cromosoma X incluye tres. De estas regiones sólo el cromosoma 23 se encontró asociado a resistencia por parásitos, medidos como fenotipo de HPG; los cromosomas restantes identificados no mostraron asociación en ninguno de los individuos en estudio. Se considera que estas regiones podrían ser secuenciadas y probar la expresión de genes para la resistencia contra este nematodo y de otros nematodos del complejo gastrointestinal. Palabras clave: Marcadores SNP, Asociación genómica, Cooperia spp., Bovinos, Cruzamientos.

Recibido: 30/01/2018 Aceptado: 08/05/2018

La infección por nematodos gastrointestinales (GI) en bovinos jóvenes es uno de los principales problemas de salud que afecta a la ganadería bajo condiciones de pastoreo en clima tropical(1). Cooperia es un parásito GI que tiene un efecto negativo en el crecimiento y la productividad de bovinos, debido a que afecta la función del intestino delgado(2). Se han estudiado diversos mecanismos para combatir la infección por Cooperia, tanto a nivel de fármacos como a nivel de resistencia genética(3). Con la disponibilidad de paneles densos de marcadores de ADN de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP), ha sido posible realizar el mapeo de loci de características de interés económico y de esta manera incrementar la presencia de genes deseables en la población. Los haplotipos son regiones del genoma (que comprenden entre 100 y 150 pares de bases) que son heredados de manera conjunta en una población específica y pueden tener efecto significativo sobre los genes que estén localizados dentro de una región del cromosoma(4). Los estudios de asociación en el genoma completo (GWAS) son una herramienta que nos permite identificar estas regiones en el material genético. Recientemente, se han identificado regiones del genoma que indican resistencia a enfermedades y parasitosis(5). 483

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El objetivo del presente trabajo fue identificar regiones del genoma asociadas a carga parasitaria (número de huevos por gramo de excremento) de Cooperia en ganado bovino cruzado (Cebú x Holstein y viceversa) que se encuentran en pastoreo en una región del trópico en México. El estudio se llevó a cabo en el Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Ganadería Tropical (CEIEGT), de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, de la Universidad Nacional Autónoma de México, localizado en el municipio de Tlapacoyan, Veracruz, a 112 msnm. El clima es cálido húmedo, con lluvias todo el año, sin estación seca definida (Af(m) w”(e)(6), con temperatura promedio de 23.5 ± 0.5 °C y 1,991 mm ± 392 mm de precipitación media anual y la prevalencia de nematodos GI es mayor al 75 % durante todo el año(7). En el proyecto se incluyeron 14 animales cruzados (¾ Cebú x ¼ Holstein (n= 6) y ¼ Cebú x ¾ Holstein (n= 8) de cuatro meses de edad que se encontraban en pastoreo y que previo a su destete, tanto las crías como las madres, se trataron con Levamisol a dosis de 7.5 mg por vía intramuscular para eliminar posibles contaminaciones con nematodos GI. Todos los animales se infectaron naturalmente con larvas infectantes (L3) de Cooperia punctata (confirmado por PCR de punto final) como género dominante por vía oral, y posterior a la infección se realizaron monitoreos semanales por tres meses del número de huevos por gramo de excremento (HPG). El primer registro de HPG se realizó a los 21 días después de iniciada la infección de los animales en pastoreo y los posteriores se realizaron cada siete días por tres meses. El número de HPG se determinó con la técnica de McMaster. Las muestras se colectaron directamente del recto para evitar contaminación y se procesaron inmediatamente. Se obtuvo el promedio de HPG durante los muestreos, y los resultados se incluyeron en un estudio de casos y controles, considerando como casos a los animales que presentaron más de 200 HPG(8,9). La clasificación que se observa en el Cuadro 1, indica el nivel de infección por el número de HPG de nematodos parásitos. Así mismo, se tomaron muestras de sangre para determinar el porcentaje de volumen celular aglomerado (VCA), tomando como base 24% como la medición de un individuo no anémico(9). Así mismo, se determinó el VCA con un porcentaje mínimo de 22 + 1.6 y máximo de 28 + 3.3. Es importante señalar, que el género Cooperia presenta hábitos de histiofagia y no afecta directamente el porcentaje del VCA. Además, este género fue predominante durante los tres meses de estudio. La disminución del VCA se relacionó al estado nutricional de los animales, por ello, se identificaron seis individuos como resilientes.

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Cuadro 1: Selección de becerros resistentes, susceptibles y resilientes a Cooperia punctata con base en el número de huevos por gramo (HPG) y el porcentaje de volumen celular aglomerado (VCA) ID 62 58 61 57 55 56 51 67 65 63 59 53 54 64 X ± EE

HPG Media ± EE 7±7 164 ± 89 200 ± 107 178 ± 154 86 ± 291 650 ± 291 557 ± 291 607 ± 165 764 ± 283 1193 ± 636 1221 ± 558 1378 ± 291 3100 ± 291 4657 ± 1886 1055 ± 1155

VCA (%) Media ± EE 24 ± 2.2 24 ± 1.1 26 ± 2.2 23 ± 2.8 22 ± 0.7 28 ± 1.7 24 ± 3.3 22 ± 1.5 23 ± 1.5 25 ± 3.3 25 ± 0.8 26 ± 2.7 22 ± 2.3 23 ± 2.1 24 ± 2.0

C RR RR RR RR Rs Rs Rs Rs Rs Rs SS SS SS SS

ID= identificación por individuo; EE= error estándar C= clasificación de fenotipo por individuo; RR= resistente; Rs= resiliente; SS= susceptible.

A todos los animales se les tomó una muestra de pelo que incluyó el folículo piloso a partir de la cual se obtuvo su ADN. Posteriormente, se genotiparon con la plataforma GeneSeek Genomic Profiler HD-V3 que contiene139,376 SNP. Se realizó el análisis de control de calidad de los genotipos, eliminando los marcadores que presentaran una tasa de llamado un call rate <0.90, una frecuencia del alelo menor a 0.05 y aquellos que tuvieran un valor de P<0.001 para el equilibrio de Hardy Weinberg. Después del control de calidad, se incluyeron 120,405 SNP en la determinación de 3,054 haplotipos. Para corregir el efecto de origen racial, se realizaron los análisis de componentes principales (PCA) y se incluyeron como factor de ajuste en los análisis de asociación. Los GWAS se realizaron con un modelo de regresión logística, corrigiendo por la prueba de Bonferroni y por la tasa de falsos descubrimientos. Todos los análisis genómicos se realizaron con el software SVS-Golden Helix v-8.6(10). La identificación molecular de los géneros de nematodos GI mostró a Cooperia como el género dominante de la región, no encontrándose otros especímenes durante los tres meses de seguimiento. Respecto al nivel de infección observado por individuo, el Cuadro 1 muestra la media y el error estándar por individuo obtenido durante los tres meses de estudio. El valor mínimo fue de 7 ± 7 y el máximo de 4,657 ± 1,886. En los PCA, se pudieron identificar las diferencias de composición racial de los animales incluidos en el estudio (Figura 1), observándose a la izquierda los animales que poseían mayor cantidad de genes de la raza Cebú y a la derecha los que poseían mayor composición Holstein.

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Figura 1: Análisis de componentes principales de los animales incluidos en el estudio y su agrupación por composición racial

A pesar de que para algunos caracteres o enfermedades existe una predisposición genética a razas, cruzas o poblaciones específicas(11), en este estudio no se encontraron tendencias de casos y controles por cruzamiento asociados a la presencia de Cooperia (Figura 2).

Figura 2: Distribución de casos y controles a Cooperia de los animales incluidos en el estudio

En los GWAS se detectaron 5 haplotipos estadísticamente significativos (P≤0.001; Figura 3). El haplotipo del cromosoma 2 incluye cuatro marcadores (BTA-55603-no-rs, BovineHD4100001149, BovineHD0200010866, BovineHD0200010867), el del 10 incluye a tres (BovineHD1000009272, ARS-BFGL-NGS-44351, BovineHD10000

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30584), el del 15 incluye a dos (ARS-BFGL-NGS-18481, ARS-BFGL-NGS-103542), el del 23 incluye cuatro (BovineHD2300011368, BovineHD2300011369, BovineHD2300011370, BovineHD2300011371) y el del cromosoma X incluye tres (BovineHD3000031659, BovineHD3000031667, BovineHD3000031676).

Figura 3: Gráfica tipo Manhattan de análisis de asociación con haplotipos encontrados en el estudio de casos y controles de Cooperia. El cromosoma X se encuentra denotado como cromosoma 30

Debido a que los estudios de asociación genómica a resistencia a enfermedades han sido muy limitados, no se tienen muchas anotaciones en el genoma para tomar como referencia. De las regiones significativas que se encontraron en el presente estudio para los cromosomas 2, 10, 15 y X, no se identificaron genes que pudieran estar relacionados con las regiones encontradas (resultados verificados en la base de datos de NCBI)(12). Solo la región que resultó significativa en el cromosoma 23, está asociada con la tasa de infección parasitaria al protozoario Tripanosoma en ganado N'Dama y Boran en África Occidental(13). Debido a que la mayoría de las regiones encontradas no se encuentran asociadas a características de HPG y en específico de Cooperia, se considera que estas regiones pueden ser candidatas para secuenciar y probar la existencia de genes para la resistencia contra este nematodo y de otros del complejo gastrointestinal. En conclusión, a pesar del bajo número de bovinos jóvenes utilizados en el presente estudio, los resultados encontrados sugieren la existencia de SNP asociados con la resistencia a nematodos, principalmente en el cromosoma 23. Sin embargo, se requiere mayor información para definir dicha relación. El estudio de la interacción hospedero/parásito implica mayor conocimiento en la diversidad de mecanismos inmunes de evasión, y detoxificación antihelmíntica en las nematodosis. La contribución en el conocimiento de factores asociados al genoma del hospedero y a los

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procesos de infección por C. punctata implica determinar mecanismos que podrían indicar en un futuro el uso de marcadores asociados a las nematodosis bajo condiciones de pastoreo en trópico.

Agradecimientos

El presente proyecto fue financiado por el Proyecto Fiscal INIFAP número 16573433030. Se agradece todo el apoyo otorgado por el CEIEGT, FMVZ-UNAM.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4370 Nota de investigación

Similitud de especies de plantas consumidas por rebaños de cabras en el bosque tropical seco de la Cañada, Oaxaca Salvador Mandujano a* Ariana Barrera-Salazar a Antonio Vergara-Castrejón b a

Instituto de Ecología A.C. Red Biología y Conservación de Vertebrados, km 2.5 Carretera Antigua Coatepec No. 351, Congregación del Haya, Xalapa 91070, Veracruz, México. b

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Escuela de Ingeniería Agrohidráulica, Unidad Chiautla de Tapa. Puebla, México.

* Autor de correspondencia: salvador.mandujano@inecol.mx

Resumen: El manejo de caprinos (Capra hircus) en sistemas extensivos es una práctica común en la Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán (RBTC), México. En el presente estudio se analizó la similitud de las especies de plantas consumidas por los caprinos de diferentes rebaños en un paisaje de la Cañada en Oaxaca. Se siguió a ocho rebaños en diferentes localidades durante las épocas de lluvias 2012 y la de seca 2013. Para determinar la similitud espacial y temporal entre los rebaños dependiendo de las plantas consumidas, se emplearon métodos de análisis multivariado, específicamente de agrupamiento jerárquico en el programa R. Los caprinos consumieron 84 especies, de las cuales 30 constituyen el 75 % de la dieta. De acuerdo a los análisis de similitud, Mimosa sp. y Acacia cochiliacantha fueron las especies consumidas con mayor frecuencia por todos los rebaños; mientras que Eleusine indica, Prosopis leavigata y Opuntia sp. fueron las siguientes en importancia. El rebaño de la localidad Tecomovaca fue el menos similar al resto de los rebaños estudiados. Estos resultados contribuyen al entendimiento de los hábitos de forrajeo de los caprinos en región tropical seca, donde la disponibilidad de recursos es marcadamente estacional. Palabras clave: Capra hircus, Sistema extensivo, Métodos multivariados, Reserva de Biósfera Tehuacán-Cuicatlán.

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Recibido: 18/02/2017 Aceptado: 23/03/2018

En México, las cabras representan una fuente importante de proteínas(1,2). Por ejemplo, el censo nacional de 2011 estimó una población de 9 millones de cabras(3). El manejo de cabras es una práctica particularmente extendida en el estado de Puebla(4,5), pero está menos desarrollada en Oaxaca(6). La Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán (RBTC) en los estados de Puebla y Oaxaca en el centro de México se caracteriza por una alta biodiversidad de especies y endemismo(7). Dentro del valle de Tehuacán-Cuicatlán, se estima que hay alrededor de 5,000 caprinocultores(8), que practican principalmente la agricultura de subsistencia(9). Las cabras han estado presentes desde su introducción durante el período colonial y actualmente la caprinocultura representa una de las principales actividades productivas en muchas poblaciones en y alrededor de la RBTC(4). Al igual que en otras regiones áridas y semiáridas(2,3), el sistema extensivo es la práctica principal en la RBTC. Este sistema consiste en dirigir los rebaños a lo largo de rutas fijas o migratorias para navegar en las colinas, los bordes de las carreteras y las áreas ribereñas(4). Partiendo de que la RBTC es un área natural protegida, es importante evaluar la influencia de las cabras en la estructura de la vegetación(2,10,11) e identificar posibles interacciones competitivas con ungulados silvestres como el venado de cola blanca Odocoileus virginianus(12). En este contexto, este estudio analiza la similitud en la planta consumida por los rebaños de cabras en el paisaje de la región de Cañada, Oaxaca, mediante el uso de métodos de agrupamiento de aglomerados jerárquicos. Para determinar las similitudes entre los rebaños en términos de las especies de plantas consumidas, en este estudio se utilizaron métodos de agrupamiento jerárquico aglomerado a través de análisis de grupos multivariados(13). El objetivo del agrupamiento es reconocer los subconjuntos discontinuos en un entorno que a veces es discreto y, en la mayoría de los casos, se percibe como continuo en la ecología(14). Específicamente, la agrupación consiste en dividir la colección de objetos en estudio. Para este propósito, se han empleado varios índices de similitud, como por ejemplo Sørensen, Jaccard y Morisita, para calcular la similitud o disimilitud entre los objetos de colección por pares. Los métodos de agrupación, como por ejemplo, vinculación simple, vinculación completa, aglomeración media y varianza mínima de Ward, se utilizan para aglomerar objetos en base a la distancia de pares dadas las similitudes o diferencias, dependiendo de cada caso(13). Para interpretar y comparar los resultados de agrupamiento jerárquico, se calcularon las distancias de correlación cofenética para cada agrupamiento. Brevemente, el índice cofenético entre dos objetos en un dendograma es la distancia a la que los objetos se convierten en miembros del mismo grupo. La interpretación de este índice es

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similar al coeficiente de correlación r de Pearson(14). Por lo tanto, para probar la hipótesis del presente estudio, se aplicaron métodos de agrupamiento jerárquico. El estudio se realizó en la región de la Cañada en Oaxaca, dentro de la Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán (RBTC) en México. La RBTC se ubica en el extremo sureste del estado de Puebla y noreste de Oaxaca, entre los 17 ° 39 '- 18 ° 53' N y los 96 ° 55 '- 97 ° 44' O. Tiene 490,187 ha de superficie y la altitud varía entre los 600 y los 2,950 msnm. La temperatura media anual va de 18 a 22 °C, mientras que la precipitación anual varía entre 250 y 500 mm(15). Los principales tipos de vegetación en la región son: matorral crasicaule dominado por cactus columnares del género Neobuxbaumia (8 % del territorio de reserva) y matorral rosetófilo (10 %), principalmente en el parte norte de la RBTC; mientras que el bosque seco tropical (29 %) domina principalmente en la región de Cañada; bosque de robles y pinos en las montañas altas (21 %); así como otros tipos de vegetación (10 %). El uso de la tierra es principalmente para la agricultura, ganadería y silvicultura (22 %)(15). El estudio se llevó acabo en ocho localidades: Coxcatlán, en el estado de Puebla, y Casa Blanca, Teotitlán, Toxpalan, Los Cues, Tecomavaca, Cuicatlán y Chicozapotes, en el estado de Oaxaca (Figura 1). En cada lugar, se siguió al mismo rebaño una vez durante la temporada de lluvias (de septiembre a noviembre de 2012) y una vez más en la estación seca (de abril a junio de 2013). La selección de estos rebaños dependió del interés de los criadores de cabras en participar en el estudio. Tradicionalmente, el sistema extensivo consiste en mover el rebaño diariamente a sitios de alimentación a lo largo de rutas predefinidas. Además, el tamaño de la bandada y el tiempo total de alimentación depende de la experiencia del propietario, entre otros factores(6). En los sitios de estudio, el tamaño medio del rebaño y el tiempo de forraje fueron 70 cabras y 4.2 h, respectivamente.

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Figura 1: Localización geográfica de los sitios de estudio en La Cañada dentro de la Reserva de Biosfera Tehuacán-Cuicatlán, México. Sitios: Casa Blanca (1), Coxcatlán (2), Teotitlán (3), Toxpalan (4), Los Cues (5), Tecomavaca (6), Cuicatlán (7) y Chicozapotes (8)

Para determinar las principales plantas consumidas por las cabras, se observó directamente a los animales durante el pastoreo(17). La selección de estos rebaños dependió del interés de los pastores en participar en el estudio. En el sitio de estudio, los criadores de cabras mueven sus animales para pastorear fuera de las aldeas casi todos los días. Por lo tanto, las cabras están acostumbradas a la presencia de personas, lo que elimina la posibilidad de sesgos durante la observación de las actividades de pastoreo(18). Cada 20 min, se seleccionó un animal focal diferente y se registró el número de plantas de cada especie consumida durante un período de 10 min. Para cada rebaño, se registró el número de especies de plantas consumidas por el rebaño durante las estaciones lluviosa y seca(18,19). El número de animales focales varió en función del tiempo de recorrido del rebaño muestreado (n= 57 y 58 cabras para las estaciones lluviosas y secas, respectivamente). Simultáneamente, se recolectaron plantas para la determinación taxonómica en el herbario y por otras fuentes(20). Sin embargo, la topografía accidentada, la vegetación densa y la velocidad de movimiento de las cabras hicieron imposible recolectar todas las plantas consumidas.

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Las cabras observadas individualmente no pueden ser réplicas verdaderas, ya que no toman decisiones de pastoreo de forma independiente unas de otras(21). Por lo tanto, la información se agrupó considerando el rebaño como replicado. Se calculó la curva acumulativa del número de especies consumidas por las cabras durante las estaciones lluviosas y secas. Se empleó un método abreviado relativamente arbitrario del 75 % para determinar las principales especies de plantas y se utilizó una prueba de Ji cuadrada para evaluar las diferencias entre estaciones(22). Para determinar las similitudes entre los ocho rebaños en términos de las especies de plantas consumidas, se utilizaron métodos de agrupación jerárquica aglomerada a través de análisis de agrupación multivariada(23). Para este propósito, las especies que representaron 75 % del total de plantas consumidas se emplearon para agrupar los rebaños. Este porcentaje de atajo es subjetivo, pero representa el punto en el que la curva acumulativa de la relación entre el número de especies consumidas comienza a alcanzar la asíntota. Los análisis se realizaron por separado para cada temporada. El índice de similitud Horn-Morisita se seleccionó para el número de plantas consumidas por las especies en este estudio. Se calcularon cuatro métodos de agrupamiento: enlace simple, enlace completo, aglomerante promedio (UPGMA) y varianza mínima de Ward(23). Para examinar el contenido de especies de los grupos en función de las membresías del grupo, se utilizó el paquete vegano R(23). Este paquete proporciona herramientas para la ecología de la comunidad descriptiva. Específicamente, tiene las funciones más básicas de análisis de diversidad, ordenación de la comunidad y análisis de disimilitud. Finalmente, los resultados de estos análisis se presentan como un mapa de color de la tabla doblemente ordenada de las plantas consumidas, con un dendrograma de sitios agrupados. Todos los análisis en este estudio se realizaron en la versión R 3.2.3(24). Las cabras consumieron 82 y 65 especies durante la estación lluviosa y seca, respectivamente (Cuadro 1). Sin embargo, según la curva acumulativa, el 75 % de la dieta estaba constituida por 30 especies: 24 especies durante la temporada de lluvias y 20 especies en la estación seca (Figura 2). Las principales especies en ambas estaciones fueron Mimosa sp., Acacia cochiliacantha y Eleusine indica; durante la temporada de lluvias fue Dalea carthagenensis; mientras que en la estación seca fueron Prosopis leavigata, Opuntia sp. y Ceiba parvifolia, que difirió significativamente (Figura 3; P= 0.0001).

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Cuadro 1: Lista de especies de plantas consumidas por cabras durante las estaciones de lluvia y seca en La CaĂąada, Oaxaca

Especie

Eleusine indica Mimosa sp.1 Acacia cochliacantha Dalea carthagenensis Agrostis stolonifera Viguiera dentata Cordia curassavica Eysenhardthia polystachya Senna wislizeni Aegopogon sp. Opuntia sp. Ceiba parvifolia Waltheria indica Amphipterygium adstringens Lippia graveolens nd Phragmites australis Parkinsonia praecox Prosopis leavigata Ziziphus pedunculata Bursera linanoe Glycyrrhiza glabra nd Bursera sp. Sanvitalia procumbens nd Cyrtocarpa procera Leucaena diversifolia nd Malpighia mexicana Ipomoea sp. Citrus limon Portulaca oleracea

Epoca lluviosa

Epoca seca

No.

56 51 49 27 21 16 16 14 14 13 13 12 12 9 8 8 8 7 7 7 7 7 6 6 5 5 5 5 5 4 4 4 3 3

8.6 7.8 7.5 4.2 3.2 2.5 2.5 2.2 2.2 2.0 2.0 1.8 1.8 1.4 1.2 1.2 1.2 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 0.9 0.9 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.6 0.6 0.5 0.5

28 50 61 10 10 18 5 8 10 16 24 22 14 3 2 16 43 11 2 2 5 6 4 12 6 4 5 3

5.4 9.6 11.7 1.9 1.9 3.4 1.0 1.5 1.9 3.1 4.6 4.2 2.7 0.6 0.4 3.1 8.2 2.1 0.4 0.4 1.0 1.1 0.8 2.3 1.1 0.8 1.0 0.6

Abreviatura

Elin Misp Acco Daca Agst Vide Cocu Eypo Sewi Aesp Opsp Cepa Wain Amad Ligr nd Phau Papr Prle Zipe Buli Glgl nd Busp Sapr nd Crpr Ledi nd Mame Ipsp Cili Pool Brde 495

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Brachiaria decumbens Lantana camara Solanum sp. Agave horrida Ageratina espinosarum Lysiloma acapulcense Lysiloma tergeminum nd Passiflora foetida Plumeria rubra Solanum tridynamum Turnera diffusa Manilkara zapota Simsia lagascaeformis Acacia farnesiana Antigonon leptopus Bursera sp.1 Calea zacatechichi Guazuma ulmifolia Leucaena leucocephala Matelea trachyantha Pachycereus weberi Pithecellobium dulce Platanus sp. Plocosperma buxifolium Polygonum sp. Salix alba Spondias purpurea Amaranthus hybridus Tithonia tuberformis Allionia choisyi Cnidoscolus tehuacanensis Acacia coulteri Acrocomia mexicana Agave kerchovei Agave potatorum Bursera fagaroides Ceiba sp. Celtis pallida Commicarpus scandens

Laca Sosp Agho Ages Lyac Lyte nd Pafo Plru Sotr Tudi Maza Sila Acfa Anle Busp1 Caza Guul Lele Matr Pawe Pidu Plsp Plbu Posp Saal Sppu Amhy Titu Alch Cnte Acco Acme Agke Agpo Bufa Cesp Cepa Cosc Come

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 496

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

3 2 1 4 4 7 2 12 2 7 9 3 3 11 2 11 4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1

0.6 0.4 0.2 0.8 0.8 1.3 0.4 2.3 0.4 1.3 1.7 0.6 0.6 2.1 0.4 2.1 0.8 0.4 0.4 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.2

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Condalia mexicana Hechtia tehuacana Moringa oleifera Pseudosmodingium andrieuxii Schinopsis balansae Solanum rostratum nd nd Astianthus viminalis Panicum decolorans Stenocereus pruinosus

Hete Mool Psan Scba Soro nd nd Asvi Pade Stpr

1 1 1 1 1 1 1 1

0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

2 1 1 2 1 1 5 2 4

0.4 0.2 0.2 0.4 0.2 0.2 1.0 0.4 0.8

(*) porcentaje del total en cada estación, (nd) no determinada.

Figura 2: Curva acumulativa de la relación entre el número de especies consumidas por cabras durante las épocas de secas y de lluvias. Las líneas rojas punteadas muestran que, considerando un corte arbitrario del 75 %, 20 y 24 especies plantas fueron consumidas en cada época

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Figura 3: Porcentaje de las especies principales (75 % del total) consumida por cabras durante las estaciones secas y lluviosas

Los cuatro métodos de agrupamiento (enlace único, enlace completo, UPGMA y Ward) produjeron dendrogramas ligeramente diferentes. El cálculo del coeficiente de correlación de la distancia cofenética (r= 0.92 en la estación lluviosa y r= 0.86 en la estación seca) sugirió que UPGMA era el método de agrupamiento óptimo para los datos de la matriz. Los coeficientes de similitud de Horn-Morisita variaron entre las ubicaciones por pares y las estaciones (Cuadro 2). Mimosa sp. y Acacia cochiliacantha fueron las especies consumidas por todos los rebaños en ambas estaciones; mientras que Eleusine indica, Prosopis leavigata y Opuntia sp. fueron los siguientes más importantes, dependiendo de la temporada. Durante la temporada de lluvias, los rebaños de Tecomavaca y Teotitlán mostraron una menor similitud con respecto a los otros rebaños; mientras que, en la estación seca, los rebaños de Tecomavaca y Casa Blanca mostraron una menor similitud con respecto a las otras bandadas (Figura 4).

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Cuadro 2: Coeficientes de similitud de Morisita-Horn entre pares durante las estaciones lluviosas y secas CB+

CHI

COX

TOX

CUI

LCU

TEO

Epoca lluviosa CHI

0.582

COX

0.707

0.72

TOX

0.471

0.604

0.601

CUI

0.536

0.640

0.694

0.685

LCU

0.549

0.723

0.664

0.800

0.499

TEO

0.353

0.547

0.401

0.481

0.401

0.495

TEC

0.080

0.369

0.138

0.088

0.04

0.256

Epoca seca CHI

0.610

COX

0.590

0.685

TOX

0.480

0.678

0.611

CUI

0.454

0.718

0.808

0.700

LCU

0.633

0.705

0.579

0.761

0.526

TEO

0.456

0.844

0.669

0.675

0.617

0.673

TEC

0.381

0.477

0.35

0.463

0.615

0.275

0.511

Coxcatlรกn (COX), Casa Blanca (CB), Teotitlรกn (TEO), Toxpalan (TOX), Los Cues (LCU), Tecomavaca (TEC), Cuicatlรกn (CUI) and Chicozapotes (CHI).

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Figura 4: Clasificación de sitios de acuerdo con la similitud de las especies de plantas consumidas por las cabras durante las épocas de secas y de lluvias. El gradiente de color de intenso a ligero representa el grado de consumo de las especies. Un consumo muy bajo o nulo es representado por el color gris. En la parte superior se presenta el dendograma de los sitios estudiados clasificados por el método de agrupamiento UPGMA

La riqueza de especies de las plantas consumidas por las cabras en la región de La Cañada fue similar a la reportada en las regiones vecinas de la RBTC. Por ejemplo, en la región norte, entre 40 y 80 especies han sido consumidas por las cabras en las estaciones seca y lluviosa, respectivamente(5,25). Entre los principales géneros consumidos por las cabras están Bursera, Jatropha, Fouquieria, Leucaena, Pithecellobium, Acacia guazuma y Prosopis(25,26). En otra región tropical se ha informado que, de las 19 especies de árboles consumidas durante el año, Mimosa fue, con mucho, la especie seleccionada con mayor frecuencia; el pasto fue un componente importante de la dieta de la cabra en el período húmedo temprano, mientras que las hojas fueron una fuente importante de forraje durante los períodos secos(28). En particular, la estación seca es la fase más crítica para el mantenimiento de los rebaños en esta región. Se ha documentado que las cabras pierden peso corporal significativamente durante este período debido a deficiencias en la proteína dietética y el fósforo(29). Los animales ramonean, principalmente, las leguminosas durante la estación seca(30). Durante los períodos de escasez de forraje, las cabras suelen aumentar su esfuerzo de búsqueda a medida que disminuye la ingesta de nutrientes. El aumento del consumo de 500

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especies leñosas observado durante este período aumenta la presión de pastoreo sobre la vegetación local(29). Por este motivo, como Opuntia spp. y Agave salmiana se han sugerido como suplementos dietéticos, junto con los frutos de Yucca periculosa y las vainas de Prosopis laevigata y Acacia subangulata combinadas con el tradicional rastrojo de maíz(29). En otras regiones semiáridas, Prosopis laevigata y Opuntia sp. se utilizan como suplementos, teniendo en cuenta sus características nutricionales y su capacidad de crecimiento en condiciones de baja disponibilidad de agua(31). En particular, los cladodios de los cactus y sus frutos se utilizan como fuente de alimentos de emergencia, proporcionando energía y agua en épocas de sequía, mientras que las plantas herbáceas proporcionan proteínas en la temporada de lluvias(3). Los rumiantes pequeños, como las cabras y ovejas, e incluso los animales silvestres como el venado de cola blanca, seleccionan su dieta de una amplia gama de especies de plantas, que difieren en términos de contenido de nutrientes y disponibilidad a lo largo del año(19). Al final del otoño y principios del invierno, hay una falta de forraje de calidad, por lo que es necesario complementar la dieta de las cabras. La deficiencia de proteína cruda en la dieta de las cabras limita la digestión de fibra y minerales de los animales, lo que provoca un crecimiento lento, una función inmunológica reducida, anemia, edema y muerte(32). De las especies de plantas consumidas, las que reúnen los mayores contenidos de proteínas (>20 %) son Ziziphus pedunculata, Prosopis laevigata y Ceiba parvifolia; otras especies que cumplen con los requisitos mínimos para las cabras son Mimosa sp., Viguiera dentata, Walteria indica y Solanum tridynamum(33). La fibra contribuye significativamente a equilibrar los requerimientos nutricionales(32,34). De las plantas analizadas, el mayor contenido de fibra lo presenta Agrostis stolonifera recolectado en la temporada de lluvias. De las plantas consumidas, aquellas con la mayor cantidad de fibra detergente neutro, la fibra detergente ácido fueron Mimosa sp., Opuntia sp., Viguiera dentata, Acacia farnesiana y Ziziphus pedunculata(33). Las especies de arbustos de los géneros Prosopis, Mimosa y Acacia presentaron alta energía metabolizable en comparación con algunos árboles, cactus y plantas herbáceas(3). La energía metabolizable en Prosopis y Acacia durante la estación seca superó los requerimientos de las cabras(35). Los métodos de agrupación jerárquica aglomerada a través de análisis de agrupación multivariable(13) permitieron determinar similitudes entre los ocho rebaños en función de las especies de plantas consumidas. Estos métodos son comunes en estudios taxonómicos y ecológicos(14). Con base en el 75 % de las principales especies consumidas y los mapas de calor, los ocho rebaños estudiados se clasificaron en diferentes grupos en cada temporada. Específicamente, el rebaño de Tecomovaca mostró una menor similitud en comparación con los otros rebaños. Las diferencias locales en la abundancia de especies de plantas y la presencia de algunas especies específicas explicaron el agrupamiento de los rebaños en las estaciones lluviosas y secas. 501

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Finalmente, los resultados del presente estudio contribuyen a mejorar el conocimiento sobre los hábitos de pastoreo de las cabras en paisajes tropicales secos, donde la estacionalidad de los recursos es muy opuesta, como es el caso en la Cañada, que ha sido poco estudiada en comparación con las zonas áridas y semiáridas de México. Algunas de las plantas consumidas podrían ser utilizadas en la producción de ensilaje por microempresas familiares para alimentar a las cabras con plantas nativas. Debido a su disponibilidad en la zona, así como a su contenido nutricional, las especies Ceiba parvifolia, Waltheria indica, Prosopis leavigata, Solanum sp. y Sanvitalia procumbens podrían recolectarse en la temporada de lluvias para el henaje o el ensilaje y su posterior uso como complemento alimenticio en la estación seca o cuando los animales estén confinados. Estos resultados son valiosos para el manejo y la conservación de los hábitats estudiados, ya que fomentan la comprensión del hábitat de las cabras y la selección de la dieta en diferentes períodos. Los rebaños de cabras estudiados consumieron de 65 a 82 especies de plantas durante las estaciones secas y lluviosas en la región de Cañada en el estado de Oaxaca. Sin embargo, las principales especies fueron Mimosa sp., Acacia cochiliacantha, Eleusine indica, Dalea carthagenensis, Prosopis laevigata, Opuntia spp. y Ceiba parvifolia. Algunas de estas especies han sido registradas en otras regiones. Los métodos de agrupación jerárquica aglomerada a través de análisis de agrupación multivariada permitieron la determinación de similitudes entre los ocho rebaños según la especie de planta consumida. Estos análisis muestran que las cabras de diferentes lugares en la región de Cañada consumieron especies de plantas relativamente similares.

Agradecimientos El estudio recibió apoyo financiero y logístico de los proyectos CONACYT CB-2009-01130702 y CB-2015-01-256549; y la Red de Biología y Conservación de Vertebrados del Instituto de Ecología A. C. Agradecemos también a T. Pérez-Pérez, R. Rodríguez y A. Sandoval-Comte. Agradecemos a las autoridades y personas de los sitios estudiados. K. MacMillan revisó la versión en inglés del manuscrito.

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505

https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4791 Nota de investigación

Evidencia serológica de infección por herpesvirus caprino tipo 1 en cabras en México Montserrat E. García-Hernández a Rosa E. Sarmiento-Silva a Liliana M. Valdés-Vázquez a Laura Cobos-Marín a*

Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Departamento de Microbiología e Inmunología,. Av. Universidad 3000, Circuito Exterior S/N col. Universidad Nacional Autónoma de México, CU. Ciudad Universitaria Delegación Coyoacán 04510, Ciudad de México. México.

*Autor de correspondencia: laura.cobosmarin@gmail.com

Resumen: En México no se han realizado estudios serológicos sobre herpesvirus caprino tipo 1 con el propósito de saber el estado de la infección por CpHV-1. Se llevó a cabo un análisis serológico para determinar la presencia de anticuerpos contra el virus usando un ELISA de bloqueo comercial para detección de anticuerpos contra la glicoproteína B (gB) y glicoproteína E (gE) del herpesvirus bovino tipo 1, de acuerdo con la prueba diagnóstica que se utiliza de forma rutinaria. De un total de 838 animales analizados, 123 (14.68 %) resultaron positivos a la prueba de ELISA. En los estados de Puebla, Morelos, Nuevo León, Ciudad de México, Guanajuato y Querétaro se encontró evidencia serológica de la presencia del CpHV-1 en cabras. Este reporte es el primer estudio que señala la presencia de anticuerpos contra herpesvirus caprino en cabras en México. Palabras clave: Caprino, Herpesvirus, México, Cabras, Seroprevalencia, ELISA.

Recibido: 02/03/2018 Aceptado: 04/04/2018

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Los virus pertenecientes a la familia Herpesviridae están ampliamente distribuidos en la naturaleza y afectan un gran número de especies animales(1,2). Uno de los principales herpesvirus que afectan la producción caprina es el Herpesvirus Caprino tipo 1 (CpHV1) el cual provoca pérdidas económicas significativas en las unidades productoras caprinas. El CpHV-1 tiene un distribución mundial con altas seroprevalencias especialmente en la cuenca Mediterránea(3–8). Este virus infecta células epiteliales in vivo e in vitro, produciendo una infección citolítica y estableciendo una infección latente en los ganglios sacros y trigéminos. El estado latente es mantenido durante la vida del animal y puede ser reactivado bajo condiciones de estrés. El virus provoca abortos, muerte neonatal, vulvovaginitis y balanopostitis en adultos, así como enfermedad sistémica en cabritos(2,6). El CpHV1 es un virus envuelto que contiene un gran número de glicoproteínas, entre las cuales la glicoproteína B (gB), glicoproteína C (gC) y glicoproteína D (gD) son las más abundantes(9). El análisis filogenético de secuencias nucleotídicas y de aminoácidos de gB y gD, revelan que el CpHV-1 es el virus más distante entre los alfaherpesvirus que afectan a rumiantes como son: herpesvirus bovino tipo 1 (BoHV-1), herpesvirus bovino tipo 5 (BoHV-5), herpesvirus cérvido tipo 1 y 2 (CvHV-1, CvHV-2), y herpesvirus de alce (RanHV-1)(10). Basados en la secuencia completa de la gB, la cual es la más conservada entre herpesvirus, el porcentaje de identidad entre CpHV-1 y BoHV-1 es 78.5 %(9). Debido a que hay una homología entre el herpesvirus bovino y el virus caprino, y a la falta de anticuerpos comerciales disponibles para CpHV-1 para realizar su diagnóstico serológico, se han utilizado kits comerciales para detección de anticuerpos contra gB de IBR(8,11). En México no se han realizado estudios seroepidemiológicos sobre esta enfermedad. Sin embargo, Candanosa et al(12) reportan la posible presencia de la enfermedad en un brote sospechoso ocurrido en un hato en el estado de Querétaro en 2008. Con el propósito de conocer el estado epidemiológico de la infección en cabras del país, se realizó un estudio serológico en cabras de ocho estados usando un ELISA comercial para detección de anticuerpos contra la gB de BoHV-1. Para distinguir entre una infección provocada por el virus bovino, se utilizó una prueba de detección de anticuerpos contra la gE de BoHV-1 debido a la diferencia antigénica entre ambos virus. Se analizaron 838 sueros de los siguientes estados: Querétaro, Puebla, Guanajuato, Ciudad de México, Veracruz, Nuevo León y Morelos. Se utilizaron dos pruebas comerciales de ELISA de bloqueo: Herdchek Anti-IBR gB (Idexx, Germany) y Herdchek Anti-IBR gE (Idexx, Germany). Las muestras se trabajaron de acuerdo con las instrucciones del fabricante(3). Se detectó la presencia de anticuerpos contra CpHV-1 en los estados de Puebla, Morelos, Nuevo León, Ciudad de México y Guanajuato. De un total de 838 muestras analizadas, 507

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se detectaron anticuerpos contra gB en 123 (14.68 %). Dentro de estos 123 sueros positivos, 93 se analizaron para la detección de gE. Únicamente dos animales resultaron positivos y dos sospechosos. En los estados de Puebla, Nuevo León y el Distrito Federal se observó un porcentaje del 33.33, 32.73 y 27.34 % de positividad, mientras que en Querétaro ésta fue del 10 % y Veracruz resultó negativo (Cuadro 1). La serología positiva a gB de BoHV-1 en 14.68 % de las muestras analizadas junto con la falta de positividad en la mayoría de las muestras en la prueba confirmatoria de detección de gE (99.9 %), sugieren que estos animales pudieron estar en contacto con CpHV-1 de acuerdo con lo previamente reportado(1,3,7).

Cuadro 1: Resultados de las pruebas de ELISA realizadas por entidad federativa ELISA gB Estado Querétaro Puebla Guanajuato Ciudad de México Veracruz Nuevo León Morelos Total

Muestras analizadas 427 51 106 139 52 55 8 838

Positivos

(%)

43 17 3 38 0 18 4 123

10.07 33.33 2.83 27.34 0.00 32.73 50.00 14.68

ELISA gE Positivos

Sospechosos

0 1 0 2

1 0 2

Ros et al(9), reportan que la prueba de ELISA de bloqueo para anti-gB mostró una sensibilidad del 93 % en cabras experimentalmente infectadas con CpHV-1, por lo que este método se considera efectivo para la detección de infección por herpesvirus caprino por la antigenicidad cruzada para gB(9). Debido a que la infección natural por BoHV-1 en cabras ha sido reportada en pocas ocasiones(11), la positividad a la prueba de gE en dos de los animales analizados podría deberse a un alto nivel de inmunización por un contacto reciente. Es notable que ambas muestras positivas a gE tuvieron niveles de bloqueo mayores a 90 % en la prueba para gB. Otra razón para esta positividad podría ser cierto grado de antigenicidad cruzada entre CpHv-1 gE y BoHV-1 gE debido a epítopos compartidos entre ambos, como lo reportado en el virus de pseudorabia(13). Este es el primer estudio en México que indica la presencia de anticuerpos contra herpesvirus en cabras. Los resultados sugieren que el herpesvirus caprino tipo 1 se encuentra en México, lo que indica que en casos de aborto en cabras el CpHv-1 debería considerarse como un diagnóstico presuntivo. En el caso del estado de Querétaro, a pesar de que el porcentaje de muestras positivas fue de 10.47 %, debe señalarse que algunas de estas muestras provenían de un hato con lesiones sospechosas a CpHV-1 que habían sido 508

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reportadas con anterioridad(12). Además, las muestras de tejidos fueron encontradas positivas a CpHV-1 por inmunohistoquímica usando anticuerpos monoclonales. Estos resultados sugieren que el virus circula en esta región de México.

Agradecimientos

Al Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Producción Animal del Altiplano (CEIEPAA), a María Grisel Anaya Santillán y Hugo César Sánchez Rivera por las facilidades prestadas. Este trabajo se realizó con fondos de la Dirección General de Apoyos al Personal Académico (DGAPA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), PAPIIT IN228511-3. Este estudio se realizó con la autorización de los propietarios de los animales.

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510

https://doi.org/10.22319/rmcp.v10i2.4638 Nota de investigación

Análisis de la presencia de Rotavirus en conejos del Estado de México

Emmanuel Reynoso Utrera a Linda Guiliana Bautista Gómez a* José Simón Martínez Castañeda b Camilo Romero Núñez a Virginia Guadalupe García Rubio a Gabriela López Aguado Almazán a Pedro Abel Hernández García b Enrique Espinosa Ayala b

Universidad Autónoma del Estado de México. Centro Universitario UAEM Amecameca, Km 2.5, Carretera Amecameca Ayapango, 59000. México. b

Universidad Autónoma del Estado de México. Centro de Investigación y Estudios Avanzados en Salud Animal, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Toluca, Estado de México, México.

*Autor de correspondencia: lin_bag@yahoo.com.mx; lgbautistag@uaemex.mx

Resumen: Dentro de las producciones pecuarias, las enfermedades entéricas tienen un papel importante, ya que generan severas pérdidas económicas derivadas de la mortalidad, depresión del crecimiento y disminución del índice de conversión. Rotavirus es considerado una causa importante de gastroenteritis viral aguda en humanos y animales jóvenes en todo el mundo, estando asociado a diarreas deshidratantes en granjas de producción animal. El objetivo de este estudio fue identificar rotavirus en granjas de producción cunícola ubicadas en la región sur-oriente del Estado de México a través de RT-PCR. Se recolectaron muestras de 39 pequeñas granjas de traspatio ubicadas dentro de los 13 municipios que conforman la región estudiada. Un total de 147 muestras se analizaron, 99 de conejos sanos y 48 de conejos con signología entérica, de las cuales se 511

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identificó Rotavirus en 9 de ellas (18.7 %), mientras que en conejos sanos no hubo identificación. Los resultados concuerdan con la suposición de que en conejos con signología entérica, los virus parecen tener un papel importante, pero no decisivo, y que la participación de rotavirus no es determinante para la presentación de la enfermedad. Se plantea la posibilidad de que Rotavirus no sea endémico en granjas cunícolas de la región sur-oriente del Estado de México, encontrándose ocasionalmente, sin inducir episodios entéricos graves de forma individual; no obstante, podría ser un factor importante en la presentación de brotes entéricos en asociación con otros agentes patógenos. Este es uno de los primeros reportes de la presencia de Rotavirus en conejos con signología entérica en México. Palabras clave: México, Rotavirus, Conejos, Diarrea.

Recibido: 26/09/2017 Aceptado: 09/02/2018

La cunicultura se define como el proceso de cría, engorda y reproducción del conejo (Oryctolagus cuniculus) en forma sistemática y económica, cuyo objetivo es obtener los mayores beneficios a partir de la venta de sus productos y subproductos(1). En México, la cunicultura es una actividad creciente; en 2016, la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), estimó que la producción total nacional superó las 15 mil toneladas de carne de conejo, siendo las entidades de mayor producción Puebla, Tlaxcala, Morelos, Michoacán, Querétaro y el Estado de México, siendo este último el principal productor y consumidor de carne de conejo(2). En dicha entidad, la zona sur-oriente es una de las regiones donde se lleva a cabo una mayor producción, comercialización y consumo de carne de conejo(2,3). Si bien la cunicultura en México se encuentra en constante crecimiento, sigue siendo una actividad ganadera a la que se le ha dado poca importancia respecto a otras especies productivas, dejándola con una orientación hacia el sector rural en el traspatio y de subsistencia alimentaria, realizada generalmente por campesinos en regiones con escasos recursos(4). Este tipo de producción a pequeña escala representa el 95 % de la producción cunícola nacional(5). Uno de los mayores problemas que enfrenta la cunicultura de traspatio, es la falta de información respecto a las buenas prácticas de producción pecuaria, especialmente de temas importantes como sanidad, bioseguridad y bienestar animal, situación que puede favorecer la presentación de agentes patógenos causales de diversas enfermedades(6,7). Las enfermedades entéricas tienen un papel importante en las granjas de producción animal, ya que generan severas pérdidas económicas debido a la mortalidad, depresión del crecimiento y disminución del índice de conversión(8-11). Entre los agentes patógenos importantes en la producción cunícola que causan signología entérica se encuentra Rotavirus (RV)(9,12), es considerado una de las principales causas de gastroenteritis viral aguda en humanos y animales jóvenes en todo el mundo(13,14), incluyendo conejos(15). 512

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Rotavirus es un virus RNA de doble cadena (dsRNA), miembro de la familia Reoviridae, subfamilia Sedoreovirinae, género Rotavirus(16). En conejos, rotavirus cepa Lapine (LRV) puede causar cuadros entéricos principalmente en conejos post-destete, además, también está implicado en la etiología de brotes de enteritis graves en asociación con bacterias, parásitos y otros virus. La infección por rotavirus es más frecuente en conejos de 35 a 50 días de edad, se caracteriza por una alta tasa de morbilidad y la presencia de signos clínicos inespecíficos, tales como diarrea, deshidratación, anorexia y depresión. Los conejos enfermos pueden morir debido a la deshidratación y a las infecciones secundarias, mientras que los que se recuperan, comúnmente muestran una disminución de la productividad debido a la reducida capacidad de absorción de nutrientes(9 12,17). En México existe sólo un reporte de la presencia de RV en conejos(18), realizado en conejos con perfiles clínicos entéricos, por lo anterior, el objetivo del presente estudio fue analizar la presencia de LRV en conejos sanos y con signología entérica, de los 13 municipios que integran la región sur-oriente del Estado de México. La presente investigación se llevó a cabo en el periodo comprendido entre abril de 2014 a noviembre de 2016, donde se recolectaron y analizaron 147 muestras tomadas de conejos sanos y conejos con manifestaciones clínicas entéricas (distención abdominal, anorexia, depresión, diarrea, deshidratación) de entre 25 a 60 días de edad, procedentes de 39 granjas de producción cunícola de traspatio; las producciones presentaban baja tecnificación, con escasas o nulas medidas de bioseguridad y manejo sanitario inadecuado. Las granjas fueron ubicadas dentro de la región sur-oriente del Estado de México, la cual se encuentra conformada por 13 municipios: Valle de Chalco, Chalco, Temamatla, Cocotitlan, Tlalmanalco, Juchitepec, Tenango del Aire, Ayapango, Amecameca, Atlautla, Ozumba, Tepetlixpa y Ecatzingo (Figura 1).

Figura 1: Zona geográfica de muestreo. A: Estados Unidos Mexicanos; B: Estado de México; C: Región sur-oriente del Estado de México

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Las muestras recolectadas de animales vivos, fueron a partir de 1 ml de excremento líquido o bien 2 g de excremento blando o sólido; se colocaron en viales estériles, transportados en refrigeración al Laboratorio de Biotecnología, Biología Molecular y Genética de la Universidad Autónoma del Estado de México, Centro Universitario UAEM Amecameca, donde se mantuvieron en congelación a -75 °C, para su posterior análisis. En animales muertos, las muestras se tomaron directamente del intestino delgado, dentro de un periodo no mayor a 5 h. Finalmente, los animales con cuadro clínico entérico severo, se sacrificaron de forma humanitaria (NOM-033-ZOO-1995), se tomaron muestras de excremento y de tejido de intestino delgado (junto con su contenido), las cuales se conservaron de la forma descrita. Este estudio fue autorizado por el Comité de Bioética del Centro Universitario UAEM Amecameca (CBE/13/2014). Las muestras se analizaron para la identificación de RV a través de la amplificación de tres de sus proteínas estructurales; VP6, VP4 y VP7, mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción reversa (RT-PCR), a partir del RNA total extraído de la muestra. Para la detección de VP6, se emplearon los cebadores diseñados por IturrizaGómara et al(19) los cuales amplifican un fragmento de 379 pares de bases (pb) del gen VP6 (VP6-F [nt 747–766] 5' GACGGVGCRACTACATGGT 3' y VP6-R [nt 1126 a 1106] 5' GTCCAATTCATNCCTGGTGG 3'). Para VP4 se utilizaron los cebadores previamente reportados(20) para la amplificación de un fragmento de 876 pb que codifica para la proteína VP4 (Con 3 [nt 11–32] F 5’ TGGCTTCGCCATTTTATAGACA 3’ y Con 2 [nt 887–868] R 5’ ATTTCGGACCATTTATAACC 3’). Para la amplificación completa de VP7, se utilizaron los cebadores Beg 9 (nt 1–28) F 5’ GGCTTTAAAAGAGAGAATTTCCGTCTGG 3’ y End 9 (nt 1062–1036) R 5’ GGTCACATCATACAATTCTAATCTAAG 3’(21). El RNA total se obtuvo empleando el GeneJET Viral DNA and RNA Purification kit (Thermo Scientific TM), de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Una vez obtenido el RNA viral, se realizó una RT-PCR de un solo paso empleando el kit comercial SuperScript® III One Step RT-PCR with Platinum® Taq (InvitrogenTM). Como control positivo de la reacción se utilizó la vacuna pentavalente Rotateq (Laboratorio Sanofi Pasteur MSD), como control negativo se utilizó DNA de conejo. Los productos de PCR se visualizaron en geles de agarosa al 2%, teñidos con bromuro de etidio. Un total de 147 muestras fueron procesadas, 99 procedentes de conejos sanos y 48 de conejos con signología entérica, de las cuales se identificó LRV en 9 de ellas (Cuadro 1). No se detectó LRV en conejos sanos.

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Cuadro 1: Características de las muestras procesadas en diferentes municipios del Estado de México para detección de rotavirus (RV) Municipio Valle de Chalco Amecameca Atlautla Ozumba Tepetlixpa Juchitepec Ayapango Tenango del Aire Temamatla Cocotitlán Chalco Tlalmanalco Ecatzingo Total

Granjas 2 5 4 2 2 4 4 2 3 2 3 4 2 39

Conejos totales 8 19 14 9 8 12 15 9 8 10 8 15 12 147

Sanos

Enfermos

6 12 11 6 6 9 8 6 5 6 6 10 8 99

2 7 3 3 2 3 7 3 3 4 2 5 4 48

Positivos a RV 0 3 1 0 0 1 3 0 0 0 0 1 0 9

Las manifestaciones clínicas de los conejos enfermos incluyeron distención abdominal, anorexia, depresión, diarrea y deshidratación. Rotavirus se identificó mediante la amplificación de VP6, VP4 y VP7, a través de RT-PCR, se amplificaron fragmentos de 379, 1062 y 879 pb respectivamente para los genes VP6 (Figura 2), VP7 (Figura 3) y VP4 (Figura 4), a partir de muestras de excremento y de tejido de intestino delgado provenientes de conejos con signología entérica.

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Figura 2: Gel de agarosa 2%, amplificaciรณn de fragmentos de 379 pb correspondientes al gen VP6 de RV

Carril 1: marcador de peso molecular 1 Kb; carril 2: control positivo (vacuna); carriles 3 y 4: muestras de conejos; carril 5: control negativo.

Figura 3: Gel de agarosa 2%, amplificaciรณn de fragmentos de 1062 pb correspondientes al gen VP7 de RV

Carril 1: marcador de peso molecular 1 Kb; carril 2: control positivo (vacuna); carriles 3 - 6: muestras de conejos; carril 7: control negativo.

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Figura 4: Gel de agarosa 2%, amplificación de un fragmento de 876pb correspondiente al gen VP4 de RV

Carril 1: marcador de peso molecular 1 Kb; carril 2: control positivo (vacuna); carril 3: amplificación de VP4; carril 7: control negativo.

Se conoce que, las enfermedades entéricas tienen un papel importante en las granjas de producción cunícola, ya que pueden causar grandes pérdidas económicas(9,22). El síndrome entérico es una de las enfermedades más importantes en los conejos, especialmente por su relación al impacto productivo y económico. Entre los diversos patógenos que se han identificado en conejos con perfiles clínicos entéricos, se encuentra Rotavirus cepa Lapine, el cual al considerarse de baja virulencia(23), no debería ser capaz de inducir episodios de alta gravedad, sin embargo puede causar enfermedad entérica en conejos posdestete y estar implicado en la etiología de brotes graves de enteritis en asociación con otros agentes patógenos(24). En este estudio se analizaron 147 muestras para la identificación de LRV, 99 procedentes de conejos sanos y 48 de conejos con signología entérica, identificando LRV en 9 de ellas (18.7 %). El objetivo de analizar muestras de conejos sin signología entérica fue identificar posibles infecciones subclínicas; debido a que, se ha indicado, que una vez ingresado RV al organismo, la extensión y severidad de los signos clínicos y las lesiones intestinales dependen de la cantidad de partículas virales ingeridas, por lo que conejos de 4 a 5 semanas de edad pueden tener una infección subclínica, favoreciendo la diseminación del virus(9,12). El porcentaje de detección de LRV en animales enfermos, concuerda con la suposición de que en conejos con signología entérica, los virus parecen tener un papel importante, pero no decisivo, y que la participación de LRV no es determinante para la presentación de la enfermedad(6,9). Los resultados obtenidos fortalecen la hipótesis sustentada por diversos autores(22,25-28), donde se indica que el síndrome entérico de los conejos tiene un

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origen multifactorial, en el cual diversos agentes patógenos actúan sinérgicamente para inducir gastroenteritis. Se ha sugerido que tanto en la naturaleza, como en las granjas de producción cunícola, rotavirus podría desempeñar un papel importante en la inducción de la enfermedad, ya sea por ejercer una actividad patógena directa o por facilitar la entrada y replicación de otros agentes patógenos mediante la alteración mínima del epitelio intestinal(17). En el presente estudio, el porcentaje de identificación de RV en conejos con sinología entérica (18.7 %), fue mayor que lo reportado por diversos investigadores en Italia(9,25,27), y por Xie et al(28) en Canadá, donde el rotavirus fue identificado en el 15.3, 17.6, 16 y 3 % de las muestras analizadas, respectivamente. Por el contrario, fue menor que lo informado por Cerioli et al(29), también en Italia, donde obtuvieron un porcentaje de identificación de RV del 23 %. A nivel mundial, Italia es uno de los principales países productores de carne de conejo(30), contando con granjas de producción tecnificadas. La situación de la cría intensiva de conejos se caracteriza por una intensa selección genética, excesos de rendimiento productivo, sobrepoblación y hacinamiento, lo que consecuentemente genera una alta contaminación ambiental de patógenos facultativos(9). Si bien, la producción cunícola a gran escala presenta problemas de salud animal, los resultados obtenidos sugieren que la producción de traspatio posee un mayor riesgo de presentación de enfermedades, debido posiblemente a factores como falta de sanidad, bioseguridad e infraestructura adecuada, derivado de la escasez de recursos económicos y falta de información respecto a buenas prácticas de producción pecuaria. Los resultados obtenidos en este estudio, son mayores a los previamente reportados en México(18), donde LRV fue identificado en 10.34 %; esta diferencia puede ser producto de que, la cría de conejos para producción de carne se encuentra en constante crecimiento(2); por lo tanto se propone que un incremento en la población cunícola, aunado a un mayor movimiento de compra-venta de animales dentro de la misma región y a las constantes prácticas productivas, podrían explicar el aumento de la presencia de agentes patógenos, entre ellos RV; sin embargo, es necesario realizar más estudios para determinar la epidemiología de LRV y de otros microorganismos infecciosos, que se encuentran circulando en granjas de producción cunícola, ubicadas en una región altamente productora, comercializadora y consumidora de carne de conejo. Además de su impacto económico, se sabe que varios rotavirus animales son una fuente potencial de infección humana (zoonosis), eventos que han sido confirmados a través de diversas investigaciones(31-33). Dicha situación ha llevado a intensificar la vigilancia epidemiológica y la caracterización molecular de ciertas cepas, especialmente de las especies hospederas que se encuentran en estrecho contacto con la población humana(22). Debido a que la producción de carne de conejo a pequeña escala representa el 95 % de la producción cunícola nacional(5), en este estudio, se trabajó en producciones cunícolas de traspatio con características similares tanto de infraestructura como de manejo, en las cuales diversas especies animales se encuentran en continuo contacto, pudiendo favorecer la transmisión inter-especies de distintas enfermedades, así como la presentación de 518

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eventos zoonóticos. Bajo este panorama, se enfatiza la importancia de conocer los agentes patógenos presentes en las granjas de producción pecuaria, especialmente, a los que pueden representar un riesgo para la salud pública. Se sugiere la posibilidad de que LRV no sea endémico en granjas de producción cunícola de la región sur-oriente del Estado de México, encontrándose ocasionalmente sin inducir episodios entéricos graves de forma individual; no obstante, podría ser un factor importante en la presentación de brotes entéricos en asociación con otros agentes patógenos. Ante el continuo crecimiento de la industria cunícola, se precisa el conocimiento y aplicación de prácticas de producción pecuaria adecuadas, con el objetivo de reducir los riesgos biológicos para la población animal y humana, mejorando la producción y disminuyendo las pérdidas económicas. Sin embargo, se requieren más estudios para determinar la epidemiología de rotavirus y otros agentes patógenos que afectan la producción cunícola en nuestro país. No obstante, este es uno de los primeros reportes de la presencia de rotavirus en conejos con signología entérica en México.

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Edición Bilingüe Bilingual Edition

Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 10 Núm. 2, pp. 267-521, ABRIL-JUNIO-2019

ISSN: 2448-6698

Fermentación ruminal y producción de metano usando la técnica de gas in vitro en forrajes de un sistema silvopastoril de ovinos de Chiapas, México

Evaluation of nutritional methods to reactivate preserved ruminal inoculum assessed through in vitro fermentation kinetics and forage digestibility

Productive and economic response to partial replacement of cracked maize ears with ground maize or molasses in supplements for dual-purpose cows

Rendimiento de alfalfa (Medicago sativa L.) a diferentes edades de la pradera y frecuencias de defoliación

Propiedades tecnológicas y fisicoquímicas de la leche y características fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional

Evaluación de las condiciones de bienestar animal de camélidos sudamericanos ingresados al camal municipal de Huancavelica, Perú

REVISION DE LITERATURA Ácidos hidroxicinámicos en producción animal: farmacocinética, farmacodinamia y sus efectos como promotor de crecimiento. Revisión

Hydroxycinnamic acids in animal production: pharmacokinetics, pharmacodynamics and growth promoting effects. Review Edgar Fernando Peña-Torres, Humberto González-Ríos, Leonel Avendaño-Reyes, Nidia Vanessa Valenzuela-Grijalva, Araceli Pinelli-Saavedra, Adriana Muhlia-Almazán, Etna Aida Peña-Ramos..............................................................................................................................................................................................................391

Efecto de la radiación ultravioleta (UV) en animales domésticos. Revisión

Estrés oxidativo y el uso de antioxidantes en la producción in vitro de embriones mamíferos. Revisión

NOTAS DE INVESTIGACIÓN DL-malic acid supplementation improves the carcass characteristics of finishing Pelibuey lambs

La suplementación con DL-ácido málico mejora las características de la canal de borregos Pelibuey en finalización José Lenin Loya-Olguín, Fidel Ávila Ramos, Sergio Mar�nez González, Iván Adrián García Galicia, Alma Delia Alarcón Rojo, Francisco Escalera Valente ..........................................460

Prediction of carcass characteristics of discarded Pelibuey ewes by ultrasound measurements

Estudio de asociación genómica para resistencia a Cooperia punctata en bovinos cruzados en el trópico subhúmedo de México

Similarity in plant species consumed by goat flocks in the tropical dry forest of the Cañada, Oaxaca

Evidencia serológica de infección por herpesvirus caprino tipo 1 en cabras en México

Análisis de la presencia de Rotavirus en conejos del Estado de México

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