Estrategias para mitigar el estrés térmico en cerdos

El estrés térmico (ET) es uno de los eventos más estresantes y costosos en la vida de los animales con consecuencias negativas para la salud animal, la productividad y la calidad del producto. El ET se produce cuando las condiciones ambientales ponen a prueba los mecanismos termorreguladores del animal. Estas condiciones son resultado de combinaciones de temperatura, humedad, radiación solar y velocidad del viento, que superan la capacidad del animal para regular su temperatura. Cuando los animales están expuestos a estas temperaturas ambientales elevadas, provoca cambios en el comportamiento, la fisiología y el metabolismo para reducir el impacto del calor. Estas respuestas de los animales varían según la duración y la intensidad del desafío térmico.

El ET puede ocurrir en los animales cuando la temperatura ambiental supera los límites superiores de sus zonas termoneutrales, aquellas donde se encuentra en confort térmico, y a partir de estas el animal requiere recursos energéticos para mantener la homeostasis. La zona de termoneutralidad es específica para cada especie y varía en función de su crecimiento y condición fisiológica (crecimiento, gestación o lactancia).

Dentro de las especies animales, los cerdos son especialmente vulnerables al estrés térmico (ET) debido a sus limitaciones para disipar el calor. Estos tienen una escasa cantidad de glándulas sudoríparas (30/cm²) y estas no se activan en respuesta al ET, lo que les impide perder calor mediante el sudor. Además, estos cuentan con una capa de grasa subcutánea que dificulta la disipación del calor. Las temperaturas óptimas para el rendimiento de esta especies son aproximadamente entre 18 y 23 °C. Cuando estas condiciones no se cumplen, puede desencadenarse ET, lo que provoca una disminución significativa en la ingesta de alimento y altera la fisiología del animal. Sin embargo, la reducción en la ingesta explica solo el 50% de los efectos fisiológicos y metabólicos del ET en los animales; el resto se debe a cambios metabólicos y hormonales, así como a variaciones en la distribución de la energía. Los mecanismos moleculares del ET terminan por afectar el sistema inmunológico, endocrino, digestivo y reproductivo.

Fig. 1. Efectos del estrés térmico sobre el sistema digestivo, el rendimiento reproductivo, el sistema inmunológico y el sistema endocrino.

Estrategias para aliviar el estrés térmico:

Los científicos han desarrollado y evaluado diversas tecnologías para prevenir y mitigar los efectos negativos del ET en animales. Estas medidas de prevención buscan reducir el impacto adverso del ET y generalmente incluyen opciones como:

• Modificaciones ambientales:

Se pueden utilizar soluciones ambientales y técnicas para atenuar los efectos de los climas cálidos. Sin embargo, las aplicaciones ambientales para aliviar el ET en los animales de granja no son adecuadas si la nutrición, el control de enfermedades o los factores de reproducción no son óptimos. Generalmente, las modificaciones ambientales permiten prevenir o reducir el grado de ET al que están expuestos los animales, mediante la mejora de los mecanismos de intercambio de calor entre el animal y su entorno circundante. Para esto se puede considerar los siguientes aspectos:

- Recinto: su construcción debe considerar la orientación y el espacio. Un techo con aislamiento térmico ayuda a conservar el calor en invierno y protege del sol en verano. Un revestimiento exterior blanco refleja la radiación solar, disminuyendo la temperatura interior.

- Sistemas de ventilación: se pueden utilizar sistemas de ventilación natural, o ventilación forzada (positiva o negativa), con el fin de mejorar las condiciones del recinto.

- Sistemas de enfriamiento: la temperatura del aire puede reducirse mediante sistemas de aire acondicionado o enfriamiento por evaporación. Los sistemas de enfriamiento por evaporación aprovechan la energía del aire para evaporar agua, lo que disminuye la temperatura del aire. Para lograr esta evaporación, se utilizan boquillas atomizadoras o paneles de enfriamiento. Los sistemas de nebulización emplean gotitas finas de agua, lo que aumenta la superficie de contacto con el aire y facilita la evaporación, contribuyendo así al enfriamiento del ambiente.

• Gestión del agua:

Un suministro inadecuado de agua inhibe la ingesta por parte de los animales. Se ha visto que suministrar agua fría, a una temperatura de entre 10 °C y 15 °C, a animales sometidos a ET puede mejorar la ingesta de alimento, el peso corporal y la tasa de conversión alimenticia.

• Optimización de la composición y suministro de alimentos:

Ajustar la estructura de la dieta puede aumentar la eficiencia de conversión alimenticia y sostener el rendimiento productivo, especialmente en verano, cuando el consumo de los animales tiende a disminuir debido al ET. Para garantizar una ingesta adecuada en esta época, es crucial adaptar tanto el horario de alimentación como la composición del alimento.

En cuanto a los horarios de alimentación, es recomendable ofrecer el alimento en las primeras horas de la mañana y al atardecer, cuando las temperaturas son más frescas, y tratando de limitar la administración de raciones al mediodía para evitar el impacto del calor.

Además, es posible equilibrar las dietas para incrementar la densidad de nutrientes y minimizar el efecto térmico de la alimentación. Esto se logra, en general, incrementando el contenido de grasa y reduciendo los niveles de proteína o fibra cruda. La grasa, con alta densidad energética y bajo efecto calórico, ayuda a mitigar los efectos negativos del calor, favoreciendo el rendimiento animal.

Es importante considerar que el ET aumenta la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que causa el incremento del estrés oxidativo en el organismo que posteriormente puede provocar la alteración de la función mitocondrial, disminución de las concentraciones de vitaminas (Vit. C y Vit. E), disfunción de las enzimas antioxidantes, aumento de la peroxidación lipídica y daños en el ADN de las células. Para prevenir estos efectos, se pueden utilizar aditivos alimentarios, tanto nutricionales, como vitaminas y microminerales (ej., magnesio y zinc), como no nutricionales, como extractos vegetales (ej., extracto de hojas de alcachofa). Estos compuestos poseen propiedades antioxidantes, tanto directas como indirectas, que pueden ayudar a mitigar los efectos moleculares del ET. Contar con una red antioxidante sólida es fundamental para proteger las moléculas biológicas y prevenir el daño celular, lo que, a su vez, ayuda a mejorar la salud como el rendimiento de los animales.

Por otro lado, se ha visto que el aporte de colina puede generar que esta sea oxidada a betaína aumentando sus concentraciones en el organismo. Según diversos estudios, la betaína posee propiedades osmoprotectoras que contribuyen a proteger proteínas y enzimas en las células intestinales frente al estrés ambiental, mejora la retención corporal de líquidos y ayuda a prevenir la deshidratación. Estas características convierten a la colina y betaína en posibles complementos nutricionales para reducir los efectos negativos del ET.

Conclusión:
A pesar de los avances en el manejo diario y nutrición, el ET sigue siendo un desafío para los productores. La investigación ha profundizado nuestra comprensión de los mecanismos fisiológicos afectados por el ET, permitiendo implementar nuevas estrategias, como la mitigación del estrés oxidativo. Además, la aparición de sustancias fitoquimicas (ej., extractos vegetales o aceites esenciales) representan una herramienta prometedora que, al aplicarse, puede beneficiar la fisiología animal. Con la adopción de múltiples estrategias, los productores estarán mejor preparados para reducir los impactos del ET y promover un mejor rendimiento animal en climas adversos.

Laboratorio Bedson - Dirección Técnica

Bibliografía:

Attia, Y. A., Abd El-Hamid, A. E.-H. E., Abedalla, A. A., Berika, M. A., Al-Harthi, M. A., Kucuk, O., Sahin, K., & Abou-Shehema, B. M. (2016). Laying performance, digestibility and plasma hormones in laying hens exposed to chronic heat stress as affected by betaine, vitamin C, and/or vitamin E supplementation. SpringerPlus, 5(1), 1619. https://doi.org/10.1186/s40064-016-3304-0

Babinszky, L.; Horváth, M.; Remenyik, J.; Verstegen, M.W.A. The adverse effects of heat stress on the antioxidant status and performance of pigs and poultry and reducing these effects with nutritional tools. In Poultry and Pig Nutrition: Challenges of the 21st Century; Wageningen Academic Publishers: Wageningen, The Netherlands, 2019; pp. 471–476.

Chen, S., Yong, Y., & Ju, X. (2021). Effect of heat stress on growth and production performance of livestock and poultry: Mechanism to prevention. Journal of Thermal Biology, 99, 103019. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2021.103019

Gonzalez-Rivas, P. A., Chauhan, S. S., Ha, M., Fegan, N., Dunshea, F. R., & Warner, R. D. (2020). Effects of heat stress on animal physiology, metabolism, and meat quality: A review. Meat Science, 162, 108025. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2019.108025

Liu, F., Zhao, W., Le, H. H., Cottrell, J. J., Green, M. P., Leury, B. J., Dunshea, F. R., & Bell, A. W. (2022). Review: What have we learned about the effects of heat stress on the pig industry? Animal, 16, 100349. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.animal.2021.100349

Renaudeau, D., Collin, A., Yahav, S., de Basilio, V., Gourdine, J. L., & Collier, R. J. (2012). Adaptation to hot climate and strategies to alleviate heat stress in livestock production. Animal, 6(5), 707–728. https://doi.org/ https://doi.org/10.1017/S1751731111002448 

Vandana, G. D., Sejian, V., Lees, A. M., Pragna, P., Silpa, M. V, & Maloney, S. K. (2021). Heat stress and poultry production: impact and amelioration. International Journal of Biometeorology, 65(2), 163–179. https://doi.org/10.1007/s00484-020-02023-7