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INTRODUCCIÓN
Durante la preñez y los primeros días de lactancia ocurren cambios adaptivos morfológicos y funcionales en las vacas. Se observan cambios en los procesos metabólicos y en la actividad de sus mecanismos reguladores relacionados con el crecimiento y desarrollo del feto, como la preparación de la glándula mamaria. Igualmente, se presentan cambios funcionales en los sistemas cardiovascular, digestivo, respiratorio y excretor, entre otros (1).
Las medidas de los parámetros cardiovasculares, incluida la frecuencia cardiaca (FC), se han utilizado como indicadores de salud y bienestar en muchas especies. El corazón está bajo control simpático y parasimpático y la FC es el efecto de las funciones reguladoras del sistema nervioso autónomo (SNA) (2). Como consecuencia de los mecanismos reguladores en curso, la FC nunca es constante, pero varía de latido a latido, incluso en ausencia de estrés físico. En un animal sano, en reposo, los latidos se producen con una frecuencia variable, es decir, el tiempo (en milisegundos) entre los latidos del corazón cambia de latido a latido. Esta variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) es la variación de los intervalos de tiempo entre latido y latido, también conocidos como intervalos R-R (3).
La VFC refleja el equilibrio del tono simpático y parasimpático y se utiliza como un indicador de la actividad del SNA en respuesta al estrés (4). Las reducciones en los valores de los índices de VFC, la desviación estándar del intervalo latido a latido (SDNN) y la raíz cuadrada media de las sucesivas diferencias latido a latido (RMSSD) reflejan un cambio hacia una dominación más simpática, mientras que los aumentos indican un cambio hacia dominación parasimpática (5). Los picos de baja frecuencia (LF nu) en el análisis espectral se asocian con actividad simpática y parcialmente con la parasimpática (6). Los estudios han demostrado la utilidad de la relación LF/HF del espectro de potencia, la cual muestra un aumento en la relación LF/HF como un cambio regulatorio hacia la dominancia simpática (6,7). El alto tono vagal se ha relacionado con la actividad reguladora autonómica eficiente, que permite a un organismo aumentar su sensibilidad y respuesta a los desafíos fisiológicos y ambientales (8).
En animales, la rama parasimpática del SNA desempeña un papel clave en la regulación de la FC en respuesta al estrés (9). Medir el tono vagal cardiaco mediante la RMSSD y la frecuencia alta (HF) es útil para investigaciones del estrés en el ganado lechero en diferentes condiciones fisiológicas (10).
Durante el periodo de transición, en un animal en un ambiente sano y un manejo adecuado, el equilibrio dinámico se hace posible debido a una red de sistemas de control realimentados que constituyen los mecanismos de autorregulación. En las vacas al final de la preñez ocurre hipocalcemia e hipofosfatemia. En promedio, 5 g de calcio (Ca) se transfieren diariamente del organismo materno al fetal (11). La menor concentración de Ca y fósforo (P) se ha observado en el momento del parto (12). A diferencia del Ca y el P, la concentración de magnesio aumentó durante el parto. El magnesio (Mg) en suero puede aumentar recíprocamente a medida que disminuye el Ca (13). De acuerdo con Skrzypczak et al. (14), la regulación del balance de sodio (Na) en vacas adultas sanas es efectiva y la concentración de Na en sangre se mantiene dentro de los límites fisiológicos. Sin embargo, dependiendo de la condición fisiológica y del periodo de vida, se observan grandes variaciones (15). También durante las últimas semanas de preñez, la concentración de Na en plasma sanguíneo es relativamente estable. Reportan un aumento en la concentración de Na en la última semana de preñez y en el día del parto. Durante las primeras dos semanas después parto, la concentración de Na disminuye significativamente (13). Según Radkowska y Herbut (13) y Grünwaldt et al. (15), la concentración de potasio (K) sérico de las vacas durante la preñez y el comienzo de la lactancia es estable y el rango de valores de referencia es de 3,8 a 5,1 mmol / l.
En teoría las concentraciones de electrolitos en suero pueden afectar la VFC directamente al influir sobre la excitabilidad del músculo cardiaco y la FC, e indirectamente al modificar la presión sanguínea en el momento del preparto y del parto. A pesar de esto, no hay estudios que correlacionan las concentraciones de electrolitos con la VFC. Por lo tanto, el estudio se diseñó para determinar la correlación de los parámetros del sistema autónomo nervioso y las concentraciones electrolitos sanguíneos en vacas holstein próximas al parto.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio y clima
La hacienda está ubicada en el trópico seco. La granja se encuentra a una altitud de 804 (m s. n. m., 22°53′09″ S y 48°26′42″ O. La región tiene un clima subtropical húmedo, con valores de temperatura y humedad que van desde 5,3 hasta 34,5 °C y desde 62,3 a 85,5 %, respectivamente, durante el periodo de estudio.
Consideraciones éticas
Este proyecto contó con la aprobación del Comité de Ética en el Uso de Animales (CEUA) (n.o 89-2014), y el dueño de la granja dio su consentimiento informado.
Animales
Se seleccionaron veintitrés vacas multíparas (5,6 ± 1,5 partos); son animales aparentemente sanos sin problemas en la etapa de periodo seco. El día exacto de la preñez se calculó a partir de los registros reproductivos (inseminación artificial o servicio natural) con la confirmación de la preñez. Desde el comienzo del periodo seco, los animales permanecieron en un potrero de maternidad donde recibieron ensilaje de maíz tres veces al día. El potrero está provisto de sombra natural y agua a voluntad. Dos semanas antes del comienzo de la prueba, se manipularon las vacas para que se acostumbraran a la instalación y los procedimientos de manejo del electrocardiograma (ECG).
Diseño experimental
Se realizaron 6 registros electrocardiográficos durante el último periodo de la gestación y un día después del parto. Los registros, junto con los muestreos de sangre, se hicieron 35 días antes del parto (-35 d), 28 días antes del parto (-28 d), 21 días antes del parto (-21 d), 14 días antes del parto (-14 d), 7 días antes del parto (-7 d), un día previo al parto (-1 d) y un día posterior al parto (+1 d).
Recolección y análisis de sangre
Las muestras de sangre se tomaron entre 10 y 15 min tras finalizar los registros del ECG. Tras inmovilizar a las vacas en un brete de trabajo, se recogieron muestras de sangre mediante punción a la vena coccígea, utilizando agujas desechables y en tubos vacío con heparina de litio de 2,5 ml. Las muestras se centrifugaron a 3000 r. p. m. durante 8 min, y se almacenaron alícuotas de plasma a -20 °C hasta su análisis. Las concentraciones plasmáticas de Ca2+, magnesio Mg2+ y fósforo inorgánico (Pi) se analizaron por medio de un espectrofotómetro UV-visible, y el Na+ y el K+, mediante fotometría de emisión en llama.
Electrocardiografía
Las mediciones del ECG en las vacas se realizaron con el sistema de grabación Televet 100 (versión 4.2.3, Kruuse, Marslev, Dinamarca). Se rasuraron 2 cm2 de pelo en los sitios donde los electrodos se adhirieron a las almohadillas autoadhesivas. En el lado izquierdo, el electrodo verde quedó adherido al cuello; el electrodo amarillo, a la región del flanco, y el electrodo negro, a la grupa. En el lado derecho, el electrodo rojo se adhirió al abdomen, a la altura de la babilla, a lo largo de la línea desde la articulación de la babilla hasta la punta del codo (figura 1). Los electrodos se conectaron al dispositivo de grabación Televet 100, que envió los datos por medio de Bluetooth a una computadora.
Análisis de variabilidad de la frecuencia cardiaca
Se utilizó un software para el análisis de la VFC. Se utilizó un intervalo de tiempo de 5 min de cada registro para determinar los índices de VFC (13). Los índices de VFC analizados fueron dominio de tiempo y frecuencia. Se evaluó la FC, y en el dominio del tiempo, los índices RR, SDNN y RMSSD. SDNN se usó para reflejar todos los componentes cíclicos de la variabilidad en series registradas de intervalos RR. El índice RMSSD se utilizó como una estimación de las variaciones de alta frecuencia en las grabaciones RR a corto plazo. Los parámetros estudiados del dominio de la frecuencia fueron la baja frecuencia medida en unidades normalizadas (LF nu), la alta frecuencia medida en unidades normalizadas (HF nu) y la relación LF/HF. Se usó LF para examinar modulaciones simpáticas mientras que HF, para evaluar modulaciones parasimpáticas. La relación LF/HF se utilizó para evaluar el equilibrio simpatovagal. Las frecuencias respiratorias divergentes en las vacas se tomaron en cuenta al establecer los límites de la banda de HF a 0,25 Hz (límite inferior) y 0,58 Hz (límite superior) para las vacas (16).
Métodos de estadística
El análisis estadístico se realizó mediante el software SPSS (SPSS 21) para Windows. Para evaluar la normalidad de los valores se usaron pruebas de Kolmogorov-Smirnov, mientras que para comprobar la existencia de diferencias significativas se realizó un ANOVA. Se realizó la prueba de Bonferroni como post hoc para los parámetros metabólicos, FC y VFC en todos los tiempos del muestreo. Además, se utilizó una prueba T para comparar las etapas de muestreo con el primer tiempo de muestreo. Los resultados se expresan como media (± SEM). La significación estadística se estableció en p < 0,05.
RESULTADOS
La tabla 1 muestra la FC, el intervalo RR, los índices en el dominio del tiempo (SDNN y RMSSD), los parámetros del dominio de la frecuencia (LF nu y HF nu) y la relación LF / HF en seis momentos antes del parto y un momento después del parto.
Tabla 1 Índices de variabilidad de la frecuencia cardiaca (x ± SEM, mínimo y máximo) en seis momentos durante un periodo de 35 días antes y un día después del parto en vacas holstein
| Días antes del parto | Día después del parto | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Día 35 | Día 28 | Día 21 | Día 14 | Día 7 | Día 1 | Día 1 | |
| RR (ms) | 849 ± 37a | 776 ± 37a | 783 ± 29a | 802 ± 26a | 792 ± 19a | 762 ± 33b | 757 ± 24a |
| 594 - 1035 | 625 - 937 | 650 - 974 | 613 - 1022 | 667 - 926 | 616 - 1135 | 578 - 899 | |
| SDNN (ms) | 30,9 ± 3,7ab | 25,4 ± 1,5a | 34,1 ± 2,5ab | 38,1 ± 3,3b | 30,4 ± 2,6ab | 28,3 ± 2,2ab | 23,6 ± 2,8a |
| 22,6 - 47,8 | 15,1 - 32 | 21 - 52,8 | 19 - 61,4 | 14,9 - 55,1 | 13,9 - 46,4 | 11,7 - 38,8 | |
| FC (bpm) | 71 ± 3,09a | 78 ± 2,6a | 77 ± 2,7a | 76 ± 2,4a | 77 ± 1,9a | 80 ± 2,9b | 79 ± 2,7a |
| 57 - 86 | 64 - 96 | 61 - 92 | 59 - 97 | 64 - 89 | 52 - 97 | 67 - 103 | |
| RMSSD (ms) | 12,9 ± 1,7 | 10,9 ± 1,03 | 12,1 ± 1,4 | 11,5 ± 1,1 | 11,7 ± 1,3 | 10,7 ± 1,5 | 13,9 ± 1,09 |
| 7,9 - 21 | 7,1 - 18,4 | 4,4 - 21,5 | 5,1 - 22,3 | 4,7 - 21,5 | 0 - 27,9 | 8,5 - 23,4 | |
| LF (nu) | 91,9 ± 2,8 | 91,9 ± 2,4 | 91,7 ± 2,2 | 91,4 ± 2,5 | 87,9 ± 3 | 85,1 ± 3 | 79,1 ± 3,8 |
| 76 - 99,7 | 67 - 98,7 | 68 - 98,4 | 60 - 99,1 | 47 - 98,4 | 58 - 97,9 | 56 - 96 | |
| HF (nu) | 9,8 ± 1,8 | 8,3 ± 2,4 | 8,1 ± 2,1 | 8,2 ± 2,4 | 14,2 ± 3 | 16,9 ± 5,1 | 19,6 ± 3,8 |
| 1,6 - 13,2 | 1,3 - 32 | 1,6 - 31 | 0,9 - 39,4 | 1,6 - 52,3 | 2,1 - 90,5 | 1,3 - 43,1 | |
| LF/HF | 13,8 ± 6,2a | 19,7 ± 5a | 21,7 ± 4,6a | 32,6 ± 7,1b | 17,2 ± 4,3a | 15,6 ± 4,2a | 10,0 ± 4,3a |
| 2,2 - 63 | 2 - 46,8 | 2,1 - 62,6 | 3,5 - 110 | 2,6 - 62,8 | 0 - 27,8 | 1,6 - 16,9 | |
Prueba de Bonferroni: dentro de la línea, las letras en superíndice (a, b) denotan una diferencia significativa, x ± SEM, error estándar de la media, p < 0,05; FC = frecuencia cardiaca; RR = intervalo latido a latido; SDNN = desviación estándar de la diferencia entre intervalos RR consecutivos; RMSSD = raíz cuadrada de la media de la suma de las diferencias al cuadrado de todos los intervalos RR; LF nu = baja frecuencia medida en unidades normalizadas; HF nu = alta frecuencia medida en unidades normalizadas; relación LF/HF.
Fuente: elaboración propia
Se encontraron cambios significativos en la FC. La FC se mantuvo estable desde el momento día 35 (244 días de gestación) hasta el momento del parto que aumentó significativamente a valores de 80 ± 2,9 l. p. m. Cae a su normalidad al día siguiente del parto. En este periodo de gestación (244-279 días), el índice, la SDNN, manifestó cambios significativos durante los 35 días antes y después del parto, cuando el parámetro cae significativamente (23,6 ± 2,8). El parámetro de dominio de tiempo, RMSSD, fue descendiendo hasta el día del parto pero no alcanzó cambios significativos. Con respecto a los índices del dominio de la frecuencia, LF y HF, no presentaron diferencias estadísticamente significativas entre ninguna de las grabaciones antes o después del parto. Sin embargo, la relación LF/HF fue significativamente diferente (p < 0,05) entre el día 14 antes del parto y 24 h después del parto.
En la tabla 2 se muestra el comportamiento de los iones en el último mes de gestación y un día después del parto. La concentración de calcio fue relativamente estable durante el último mes de gestación. Los valores promedio fueron de 8,5 ± 0,5 mg / dL y disminuyeron después del parto a 7,9 ± 0,7 mg / dL, sin cambios estadísticamente significativos. La concentración promedio de fósforo mostró una tendencia a disminuir significativamente desde el día 35 preparto (6,8 ± 1,2 mg / dL, P = 0,03). Después del parto, la concentración plasmática de fósforo disminuyó significativamente (5,4 ± 1,2 mg/dL; P = 0,007). El tiempo de muestreo tuvo un efecto significativo sobre el Mg, con una disminución significativa desde el día 21 (2,3 ± 0,2 mg / dL, P = 0.02) y el día 1 antes del parto (2,2 ± 0,3 mg / dL; P = 0,008). El Na desde el día 35 (119,9 ± 1,4 mEq/L) aumentó gradualmente hasta el día después del parto con valores no significativos. El K no mostró cambios significativos durante el periodo de estudio.
Tabla 2 Concentración de iones electrolitos en plasma sanguíneo (x ± SEM, mínimo y máximo) en seis momentos de vacas holstein en la preñez tardía
| Parámetro | Días antes del parto | Día después del parto | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Día 35 | Día 28 | Día 21 | Día 14 | Día 7 | Día 1 | Día 1 | |
| Sodio (mEq/L) | 119,9 ± 1,4a | 120,8 ± 2,6a | 127,2 ± 3,8a | 127,9 ± 2,7b | 123,8 ± 2,2a | 123,5 ± 1,8a | 128,1 ± 2,4a |
| 111 - 125 | 102 - 135 | 108 - 154 | 114 - 152 | 107 - 143 | 102 - 134 | 113 - 149 | |
| Potasio (mEq/L) | 3,4 ± 0,1 | 3,3 ± 0,1 | 3,7 ± 0,1 | 3,7 ± 0,1 | 3,5 ± 0,1 | 3,6 ± 0,1 | 3,9 ± 0,1 |
| 3,1 - 3,9 | 2,7 - 4,1 | 2,9 - 4,5 | 3,1 - 4,9 | 2,9 - 4,8 | 2,7 - 4,3 | 3 - 5 | |
| Magnesio (mg/dL) | 2,4 ± 0,1c | 2,4 ± 0,1bc | 2,3 ± 0,1ab | 2,2 ± 0,1bc | 2,2 ± 0,1bc | 2,2 ± 0,1a | 2,4 ± 0,1c |
| 2,1 - 2,5 | 1,9 - 3,3 | 1,9 - 2,6 | 1,6 - 2,6 | 1,6 - 2,4 | 1,6 - 2,6 | 1,9 - 2,9 | |
| Fósforo (mg/dL) | 6,8 ± 0,4bc | 6,5 ± 1abc | 6,5 ± 0,4c | 5,6 ± 0,3abc | 5,9 ± 0,3ab | 6,5 ± 0,3a | 5,4 ± 0,3abc |
| 4,8 - 8,5 | 4,3 - 11,2 | 4,5 - 9,1 | 3,8 - 8,1 | 3,6 - 8,3 | 4,4 - 9,4 | 3,1 - 8,1 | |
| Calcio (mg/dL) | 8,5 ± 0,1 | 8,6 ± 0,3 | 8,2 ± 0,1 | 7,9 ± 0,2 | 8,3 ± 0,2 | 8,4 ± 0,1 | 7,9 ± 0,1 |
| 7,8 - 9,1 | 7,2 - 11,6 | 7 - 8,8 | 6,5 - 9,2 | 6,4 - 9,9 | 7,6 - 9,6 | 6,8 - 8,7 | |
Prueba de Bonferroni: dentro de la línea, letras de diferentes superíndices (a, b, c) denotan una diferencia significativa, x ± SEM, error estándar de la media, p < 0,05
Fuente: elaboración propia
En la tabla 3 se muestra la correlación de algunos metabolitos con los índices de VFC. En el primer día después del parto, se observó una fuerte asociación entre el K y la HF (R = 0,93; P = 0,002). Del mismo modo, el Na mostró una fuerte correlación con la relación LF/HF (R = 0,73; P = 0,04). Un día antes del parto, se determinó una fuerte asociación entre el K con HF nu (R = -0,78; P = 0,03).
Tabla 3 Correlación parcial (frecuencia cardiaca como covariante) entre índices de variabilidad de la frecuencia cardiaca y parámetros bioquímicos en vacas holstein en la preñez tardía
| Parámetro | Índices de variabilidad de frecuencia cardiaca | Momento de la toma | R | P-valor |
|---|---|---|---|---|
| Sodio (mEq/L) | HF (nu) | Día 28 preparto | -0,83 | 0,02 |
| Sodio (mEq/L) | LF/HF Ratio | Día 1 posparto | 0,73 | 0,04 |
| Potasio (mEq/L) | HF (nu) | Día 1 preparto | -0,78 | 0,03 |
| Potasio (mEq/L) | HF (nu) | Día 1 posparto | -0,93 | 0,002 |
R = coeficiente de correlación; p < 0,05
Fuente: elaboración propia
DISCUSIÓN
Hay pocos estudios sobre la evaluación de la VFC en ganado lechero. Se investigaron los índices de VFC en el dominio del tiempo y de la frecuencia, así como las concentraciones de electrolitos séricos en el periodo del periparto de vacas multíparas de la raza holstein, para describir cambios entre los latidos del corazón y la actividad metabólica.
Un aumento lento pero continuo en la FC durante la gestación junto con la disminución rápida después del parto en el presente estudio indica que la preñez tiene un efecto considerable en el sistema cardiovascular. En ese momento hay dominio y estimulación simpática, lo que acelera la despolarización del SNA, produce taquicardia y disminuye la VFC (17). En contraste con la FC, la VFC en las vacas mostró solo cambios menores, no significativos durante el último mes de la gestación y el primer día después del parto. Los índices RMSSD y HF nu aumentaron el día después del parto, lo que muestra un predominio parasimpático (representa una mayor VFC) y manifiesta un aumento de la función reguladora y de la capacidad de mantener la homeostasis del SNA (18). Mientras que el índice simpatovagal (relación LF/HF) disminuyó significativamente desde la línea de base hasta el día del parto, lo que demuestra un predominio vagal. Las vacas con este comportamiento fisiológico que manifiesta un mayor tono vagal tienen una capacidad de adaptación eficiente al estrés del parto (6). La relación LF/HF proporciona información esencial sobre el estado del equilibrio simpatovagal en el ganado lechero. Un aumento en la relación LF/HF se interpreta como un cambio regulatorio hacia el simpático y una disminución de la dominancia parasimpática (17). El último mes de gestación de las vacas mantenidas en un potrero, que garantice buena sombra, alimentación y un manejo eficiente respetando los principios de bienestar animal, tiene un efecto sobre los índices de VFC de las vacas para enfrentar distintos niveles de estrés y mantener la homeostasis metabólica.
En los periodos preparto y posparto hay cambios fisiológicos en ciertos metabolitos. Estos cambios no son necesariamente indicativos de enfermedad, sino que reflejan las variaciones fisiológicas. La caída las concentraciones de Ca sérico ocurre al parto o en los primeros días después del parto. Esta reducción en Ca2+ es causada por el inicio de la lactancia, donde ocurre una importante pérdida de este en calostro y leche (19). Las vacas multíparas tienden a tener concentraciones bajas de Ca2+. Una de las razones es la disminución del número de receptores para 1,25-dihidroxivitamina D en el intestino, lo que tiene como resultado una menor absorción del mineral (20). Esta situación podría explicar el límite inferior muy bajo determinado para el Ca.
Durante el preparto se observaron cambios en la concentración de electrolitos, especialmente en variaciones de Na, resultado de la alta actividad en el sistema renina-angiotensina-aldosterona al final de la preñez y de la sinergia con vasopresina, lo que puede conducir al balance de Na+. Menor excreción de Na y agua a través del tracto urinario puede causar un aumento en el volumen de fluido extracelular. En este estudio el aumento en concentración de Na inmediatamente antes del parto puede estar asociado a un aumento en la concentración de aldosterona observada inmediatamente antes del parto y durante la primera semana de lactancia (21). Las vacas en este estudio mostraron una concentración de K estable que varió durante la preñez de 3,4 a 3,9 mmol/l. Se observó una disminución en la concentración de este electrolito al inicio del estudio con una alta estabilidad en las siguientes semanas.
En el día 35 antes del parto, el Na plasmático en las vacas presentó bajas concentraciones. Desde este momento, las concentraciones de Na comenzaron a aumentar en forma significativa hasta el parto. La concentración de Na modula la presión sanguínea (22) en consecuencia a la VFC (23). En el estudio actual, en el primer día antes del parto, se determinó una correlación significativa entre el Na plasmático y la variabilidad de la FC, lo que indica una disminución en la actividad del nervio simpático. Un día después del parto se registró la presencia de una fuerte correlación entre el Na, el índice de relación LF/HF y la FC; esto implica el predominio de un tono vagal (8). Un día antes del parto, la FC mostró una diferencia significativa. En este mismo punto de tiempo, el K mostró una fuerte asociación con el índice HF, lo que indica un cambio hacia la dominancia parasimpática. Mientras que el día después del parto la correlación entre el K y la FC, las frecuencias bajas y altas mostraron una fuerte asociación, hecho que implica una modulación cardiaca y respiratoria con dominancia vagal (6).
CONCLUSIONES
De los electrolitos estudiados, aparte del Na y el K, hubo una asociación significativa con los parámetros de la VFC, en especial un día antes y después del parto. Las concentraciones de electrolitos pueden modular la VFC a través de sus efectos sobre la excitabilidad del corazón y la presión arterial en el momento del parto.
