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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO MAESTRIA EN MEDICINA VETERINARIA EFECTO DE UN MODULADOR ALOSTATICO EN EL BIENESTAR DE BOVINOS Y LA CALIDAD DE SU CARNE TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRA EN MEDICINA VETERINARIA PRESENTA KARLA REYES MAYORGA TUTOR: DR. RUBEN DANILO MENDEZ MEDINA COMITE TUTORAL: DRA. MARIA DE LA SALUD RUBIO LOZANO DRA. CRISTINA PEREZ LINARES MEXICO, D. F. 2012 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. DEDICATORIA A Carlo Gael Por sorprenderme con tu llegada y convertirte en la razón más importante de mi vida, gracias por existir. A Adrián Por tu apoyo incondicional en esta etapa tan importante de mi carrera, gracias por ser mi cómplice y por todo tu amor. A ustedes les dedico el esfuerzo realizado por concluir un sueño más de mi vida. II AGRADECIMIENTOS A mi tutor Dr. Danilo Méndez Medina, por ser un ejemplo de calidad científica, por compartir sus conocimientos y por su valiosa contribución para el desarrollo de esta investigación. A mi asesora de tesis Dra. María Salud Rubio Lozano, por haberme permitido formar parte de este proyecto, por su motivación y por la confianza que me brindó para la realización de esta investigación. A mi asesora de tesis, Dra. Cristina Pérez Linares por su disposición para la revisión de esta tesis. A la Dra. María Elena Rubio por su invaluable apoyo y por todas las facilidades brindadas para el desarrollo de esta tesis. Al Dr. Francisco Galindo Maldonado por su valioso tiempo invertido en el desarrollo de este trabajo. A la empresa ATISA por el financiamiento para esta investigación. Al Departamento de Patología, en especial al Dr. Gerardo Quiroz, por las facilidades para la realización de los estudios hematológicos. Al departamento de Endocrinología y Reproducción, en especial a la Dra. Susana Rojas, por su colaboración para procesar las muestras para la determinación de cortisol. Gracias Adrián por tu participación de principio a fin en esta investigación y por estar conmigo en la lucha que emprendimos juntos. III Agradezco a la Universidad Nacional Autónoma de México y a la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia por contribuir a mi formación profesional y por todas las satisfacciones obtenidas durante mi vida académica. A gradezco a los propietarios de las unidades de producción, por su disposición y enorme contribución a la realización de esta investigación. IV CONTENIDO Página Resumen VII Abstract VIII Lista de Cuadros I X 1. Introducción 1 2. Antecedentes 4 2.1 Definición de bienestar animal y estrés 4 2.2 Fisiología y endocrinología del estrés 5 2.3 Efecto del estrés sobre el bienestar animal 9 2.4 Efecto de las contusiones en el bienestar 16 2.5 Efecto del estrés sobre el comportamiento 17 2.6 Efecto del estrés en la calidad de la carne 23 2.7 Indicadores sanguíneos de estrés 26 2.8. Tratamientos utilizados en los animales para controlar el estrés 32 2.9 Componentes del modulador alostático 44 EXPERIMENTO 1 EFECTO DE UN MODULADOR ALOSTÁTICO EN EL BIENESTAR DE BOVINOS A SU LLEGADA AL CORRAL DE ENGORDA. 1. Hipótesis 46 2. Objetivo General 47 3. Objetivos Específicos 47 4. Material y métodos 48 5. Resultados y Discusión 53 Conclusiones 64 EXPERIMENTO 2 EFECTO DE LA ADICIÓN DE UN MODULADOR ALOSTATICO EN GANADO BOVINO DURANTE LA ETAPA DE FINALIZACIÓN SOBRE EL BIENESTAR ANIMAL Y LA CALIDAD DE SU CARNE 1. Hipótesis 65 2. Objetivo General 65 3. Objetivos específicos 65 4. Material y métodos 67 5. Resultados y Discusión 72 Conclusiones 83 Cuadros 84 Figuras 94 Literatura Citada 97 V LISTA DE CUADROS Página Cuadro 1. Efecto del modulador alostático sobre el comportamiento de bovinos. 84 Cuadro 2. Efecto del modulador alostático en bovinos durante la recepción a la finalización sobre diferentes componentes hematológicos. 85 Cuadro 3. Efecto del modulador alostático en bovinos sobre componentes bioquímicos. 86 Cuadro 4. Estresores evaluados en el rastro antes y durante la matanza. 87 Cuadro 5. Localización y grado en que se presentaron los hematomas. 88 Cuadro 6. Efecto del modulador alostático en bovinos en la etapa de finalización sobre diferentes componentes hematológicos. 89 Cuadro 7. Efecto del modulador alostático en bovinos en la etapa de finalización sobre diferentes componentes bioquímicos. 90 Cuadro 8. Efecto del modulador alostático sobre el color y pH de lacarne evaluados 24 horas post-mortem en el músculo longissimus dorsi. 91 Cuadro 9. Efecto del modulador alostático en la variación del color de la carne evaluado durante 28 días postmortem. 92 Cuadro 10. Efecto del modulador alostático sobre la fuerza de corte y la merma al cocinado evaluados 28 días post-mortem. 93 RESUMEN Con el propósito de evaluar el efecto de un modulador alostático sobre indicadores sanguíneos de estrés y sobre la calidad de la carne se realizaron dos experimentos. El primero se realizó en 21 becerros, a los cuales se les suministraron diferentes dosis en el agua de bebida durante 7 días (grupo 1: testigo; grupo 2: 30 g/animal; grupo 3: 60g/animal). El día de llegada de los animales, se realizó un muestreo de sangre para evaluar conteo de leucocitos, glucosa, lactato, creatin quinasa, aspartato amino transferasa y cortisol. Al separarlos, se les monitoreó durante 7 días, se extrajo sangre cada tercer día y se midió el comportamiento, evaluando las conductas individuales (alimentación, locomoción, descanso), y las conductas sociales (interacciones agonistas y afiliativas). Ninguno de los componentes sanguíneos evaluados mostraron diferencia significativa (P>0.05). En cuanto al comportamiento se observó aumento significativo en la proporción del tiempo destinado a caminar y pararse (P=0.01) y disminución en la frecuencia de las interacciones agonistas (P=0.01). El segundo experimento se realizó en 160 machos (grupo 1: tratados, grupo 2: testigos), durante la etapa de finalización en corral. El grupo 1 recibió el tratamiento en el alimento a una dosis de 10gr/animal/día, durante 30 días antes de la matanza. A las 24 h postmortem se midió el color y pH de la carne; durante 28 días el color y a 28 días postmortem la fuerza de corte y la merma al cocinado. En el color evaluado a las 24 h postmortem, la carne de animales tratados presentó el índice a y b más alto (P=0.00). En el color evaluado durante 28 días, los índices L, a y b fueron más altos (P=0.00). Al evaluar la merma al cocinado, los resultados mostraron que la carne de animales tratados perdió 2% menos de su peso. Con respecto a la fuerza de corte, se determinó que la carne tuvo una tendencia a ser más suave (P=0.06). En conclusión, los resultados obtenidos muestran que el modulador alostático no tuvo un efecto determinante sobre los indicadores sanguíneos de estrés evaluados, pero sí influyó sobre el comportamiento, el color de la carne y la merma al cocinado . Palabras clave: modulador alostático, bovinos, indicadores sanguíneos, comportamiento, carne. VII Abstract In order to asses the effect of allostatic modulator on blood indicators of stress and meat quality, two experiments were conducted. The first was performed in 21 calves, to wich were given different doses in drinking water for 7 days (group 1: control; group 2: 30g/animal, group 3: 60 g/animal). On arrival of the animals, we performed blood sampling for analysis of white blood cels count, glucose, lactate, creatine quinase, aspartate amino transferase, and cortisol. When separated, they were monitored for 7 days, blood was collected every third day and the behaviour was measured by assessing individual behavior (feeding and locomotion), and social behavior (agonist and afiliative interactions). None of the tested blood components showed significant difference (P> 0.05). On the behavior observed significant increase in the proportion of time spent on individual behavior (walking and standing), (P=0.01) and a decrease in the frecuency of agonistic interactions (P=0.01). The second experiment was performed in 160 males, divided into two groups (group 1: treated, group 2: control), during the final stage. group 1 received tratment at a dose of food 10 g/animal/day for 30 days before slaughter. At 24 h postmortem was measured by color and pH, during 28 days was measured by the color of meat and 28 days postmortem cutting force and cooking loss. In color evaluated at 24 h postmortem the meat from treated animals presented a and b value higher (P=0.00). In color evaluated for 28 days, the índices L, a and b were significantly higher (P=0.00). In assesing the cooking lost, the results showed that the meat of the treatment group that received less tan 2% lost weight. With respect to the cutting force was determined that the meat had a tendency to be softer (P=0.06). In conclusión, the results show that the modulator allostatic was not a determining effect on stress blood markers evaluated, but it was emphatic about behavior, color, cooking loss and tenderness of meat. Keywords: allostatic modulator, blood indicators, behavior, meat VIII 1 1. Introducción Actualmente en México, los principales problemas relacionados con el bienestar animal están asociados al transporte, al manejo y a las instalaciones de producción y plantas de matanza (Mota et al., 2010). El estrés al que son expuestos los animales durante el manejo en las unidades de producción, los largos tiempos de transporte, aunados a un manejo inadecuado en el proceso de matanza son algunos de los factores que pueden afectar en forma directa el bienestar animal, e indirectamente la calidad de la carne (Gallo, 1994). Existen algunos estudios en nuestro país que dejan ver claramente los problemas de bienestar animal en los animales de abasto, sobre todo en el periodo previo a la matanza (Miranda et al., 2011; Sotelo et al., 2008; Pérez et al., 2006). De acuerdo al Sistema de información agroalimentaria y pesquera (SIAP 2011) en México sólo el 52% de los animales destinados al consumo son sacrificados en plantas TIF (tipo inspección federal), y el 48% en rastros municipales y mataderos clandestinos. Miranda et al., (2011) señalan que aunque las plantas TIF cuentan con infraestructura que contribuye al bienestar animal, su diseño está más enfocado a la optimización de las actividades de operación sin tomar en consideración las necesidades etológicas de los animales. En un estudio realizado en diferentes rastros de nuestro país, al evaluar las instalaciones y manejo a la matanza, se detectaron diversos errores en el diseño de la manga de conducción y cajón de aturdimiento, propiciando un alto porcentaje de animales golpeados y ocasionando sufrimiento durante el arreo y la insensibilización, lo que conllevó a un considerable grado de estrés durante la matanza (Ovando et al., 2011). Estas condiciones son un reflejo de la situación que predomina en algunas plantas de matanza en México, donde el bienestar animal no es una prioridad. No garantizar los criterios de bienestar durante todo el proceso previo a la matanza tiene un impacto detrimental sobre la calidad de la 2 carne (Pérez et al., 2006). Al respecto, Sotelo et al. (2008) describen que prácticas inadecuadas de manejo, como el tiempo de espera en los corrales previo a la matanza, el uso de arreadores (látigo) y altas temperaturas durante el transporte aumentan la incidencia de carne obscura. En materia de legislación, dentro de la normatividad que regula este proceso en nuestro país, destacan los artículos 20 al 23 de la Ley Federal de Sanidad Animal, donde se definen los criterios y condiciones para garantizar el bienestar animal, la NOM-033-ZOO-1995 relacionada con el sacrificio de los animales domésticos y la NOM 051-ZOO-1995 sobre el trato humanitario en la movilización de los animales, sin embargo, no se le da la importancia necesaria a su aplicación. Como parte de las medidas que se han propuesto para asegurar el bienestar animal se han considerado diversos procedimientos para la reducción del estrés en los animales de abasto. Una de éstas, es la capacitación del personal encargado del manejo de los animales (OIE, 2008). Las estrategias de manejo o buenasprácticas de bienestar orientadas a ocasionar el menor daño posible en el animal, son alternativas para minimizar el estrés que ocurre durante el periodo previo a la matanza (González et al., 2010). Finalmente, se ha dado énfasis al adecuado diseño de las instalaciones para facilitar el manejo de los animales, ya que el detrimento en el bienestar animal se debe en gran parte a los errores de diseño, debido a que no son considerados los aspectos fisiológicos y de comportamiento de la especie (Grandin, 1997). Con la finalidad de minimizar el estrés durante las etapas críticas anteriormente mencionadas y mejorar el rendimiento y la calidad de la carne, se ha desarrollado un producto que actúa como modulador alostático, el cual está formulado con base en ácido ascórbico, ácido acetoxibenzoíco, cloruro de sodio y cloruro de potasio. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto anti-estresante de este modulador alostático en el ganado bovino, con la finalidad de contrarrestar las 4 2. Antecedentes 2.1 Definición de bienestar animal y estrés La tecnología sobre la que se apoya actualmente la ganadería intensiva, ha provocado modificaciones en las características fisiológicas de los animales de abasto (Whitaker et al., 2001; Comité Científico Veterinario, 1997; Rushen, 1994), lo cual se traduce en un menor reajuste de los sistemas fisiológicos de adaptación, repercutiendo directamente en la salud y el bienestar animal (Rushen, 2003). Según Broom (1986) el bienestar de un individuo es su estado en relación a sus intentos por afrontar su ambiente. Huges (1976) define el bienestar animal como un estado de salud mental y física, donde el animal está en completa armonía con el ambiente que lo rodea. Para Sejian et al. (2009) bienestar animal es la habilidad de un animal a adaptarse fisiológica, psicológica y emocionalmente a su ambiente fisicoquímico y social. El animal puede tener dificultades o fallar en su intento de enfrentar las condiciones de su entorno. Ambas situaciones representan un indicador de “pobre bienestar” en el animal. Broom (1988) considera que bienestar refiere un rango en el estado del animal de “muy bueno a muy pobre”. Los indicadores de pobre bienestar incluyen mayor actividad adrenal, enfermedades, inmunosupresión, anormalidades en el comportamiento y daño corporal (Broom, 1991). De acuerdo con Mench (2000) un indicador potencial del bienestar animal es la presencia o ausencia de estrés. Selye (1973) definió al estrés como una respuesta biológica inespecífica y estereotipada, que emite el organismo ante un factor estresante, mediante cambios en los sistemas nervioso, endócrino e inmunológico. Para Broom y Johnson (1993) es el efecto ambiental adverso que sobrepasa los sistemas de control del organismo y que puede afectar su habilidad inclusiva. 5 El funcionamiento correcto de un organismo vivo se mantiene gracias a un equilibrio dinámico y complejo conocido como homeostasis, constantemente desafiado por elementos exógenos denominados agentes estresores, generando una serie de opciones adaptativas con la finalidad de restablecer la homeostasis (Möst y Palme, 2002). Si en determinado momento, el animal no consigue adaptarse a una situación de estrés, la consecuencia eventual será un perjuicio en el bienestar del animal (Fraser y Broom, 1990). En cuanto al concepto de “alostasis”, McEwen (2004), adoptó el término para considerar la manera eficiente del organismo para responder a las circunstancias medioambientales y a diversos estímulos e incluye la evaluación de las necesidades del organismo y reajuste continuo en respuesta a las amenazas, con el objetivo de mantener un estado fisiológico óptimo. Representa la integración de recursos neurológicos, psicológicos, endócrinos e inmunológicos en la necesidad de adaptarse exitosamente a entornos cambiantes (Sivak, 2003). La importancia de un modulador alostático radica en su función, que es regular la respuesta fisiológica del organismo al enfrentar a un agente estresor, con la finalidad de mantener la estabilidad de los sistemas alostáticos del organismo (Mucio, 2007). 2.2 Fisiología y endocrinología del estrés Ante un factor o factores que producen un estado de angustia psicológica o daño físico se desencadena una respuesta neuroendócrina o estrés que es el síndrome general de adaptación (Seyle, 1973). La activación y regulación de dicha respuesta incluye el sistema nervioso simpático y el hipotalámico-hipofisiario-adrenal (HHA). El Síndrome General de Adaptación (SGA) es el proceso mediante el cual el organismo emite respuestas neuroendócrinas que incluyen cambios en la actividad de las estructuras somáticas y viscerales para tratar de controlar el estrés (Caballero, 1995). Se 6 divide en tres fases, en la primera (alarma), actúa principalmente el eje simpátIco-adrenal dando una respuesta rápida en casos de estrés agudo. La segunda fase (resistencia), se desencadena en respuesta al estrés crónico, para lo cual se involucra la acción del eje adrenocortical. En las primeras dos fases el organismo logra adaptarse al estrés, lo cual no ocurre en la tercera fase (agotamiento), en donde la respuesta a un estímulo crónico agota la capacidad del organismo para restablecer la homeostasis, desencadenando mecanismos fisiopatológicos; el agotamiento de la energía de adaptación conduce a la muerte (Seyle, 1973). El sistema de respuesta al estrés ocurre en el sistema nervioso central, representado por el hipotálamo, e incluyen la hipófisis y la glándula adrenal, con su sistema eferente adrenomedular (secreción de catecolaminas) y adrenocortical (secreción de corticosteroides) (DeVries et al., 2003). La hormona liberadora de corticotropina (CRH), sintetizada en el hipotálamo por las neuronas del núcleo paraventricular, estimula la secreción de la hormona adenocorticotrópica (ACTH) desde la hipófisis, en respuesta a un agente estresor, funcionando como activador del eje HHA (Guyton y Hall, 2000). En situaciones de estrés agudo, se inicia una respuesta a través del sistema nervioso autónomo que requiere una respuesta rápida. Los cambios fisiológicos que se presentan están mediados por la liberación de adrenalina y noradrenalina por el componente simpático-adrenomedular (Axerold, 1984). Sus manifestaciones incluyen el incremento del ritmo cardiaco, aumento de la presión arterial y de la tasa de respiración, elevación de la temperatura del cuerpo, vasoconstricción periférica y vasodilatación central (redistribución del volumen sanguíneo visceral hacia músculo esquelético y el cerebro), así como el incremento de las concentraciones sanguíneas de glucosa (Ferguson, 2008). El aumento de la glucosa en sangre (alta concentración de ATP), indica un alto nivel de energía e induce la glucogénesis. A medida que las reservas de glucógeno se agotan, inicia la 7 regulación hormonal a través del glucagón y adrenalina, hormonas que favorecen la glucogenólisis y glucólisis. En el hígado, la función del glucógeno es proveer glucosa libre para exportar a los tejidos, en tanto que, en el músculo, su función es proveer una fuente de glucosa 6- fosfato como respuesta a la necesidad de ATP para la contracción muscular, obteniendo la energía o glucosa necesaria mediante la glucólisis (Murray et al., 2007). En casos de estrés crónico, cuando el estímulo es persistente y se agotan las reservas de glucógeno, sobrevienen las respuestas lentas, asociadas con la liberación de corticosteroides por activación del eje HHA (Axerold, 1984). A través de sus acciones metabólicas sobre el metabolismo de los carbohidratos, lípidos y proteínas mantienen los mecanismos que permiten al organismo la resistencia frente a situaciones de estrés; mediante los cuales, estos corticosteroidesvan a obtener la glucosa de las proteínas y lípidos (gluconeogénesis), incrementando la síntesis hepática de glucógeno y glucosa a través de la activación de las enzimas que participan en la glucogenogénesis y gluconeogénesis respectivamente, produciendo además una acción permisiva de hormonas como el glucagón y la adrenalina (Velázquez et al., 2008). Las acciones excesivas de los productos del eje HHA y del SNS pueden conducir a alteraciones patofisiológicas en muchos sitios del organismo (Axerold, 1984; Guyton y Hall, 2000). Entre sus efectos se han identificado diversas alteraciones, como la inhibición del sistema inmunitario (Velázquez et al., 2008), la inhibición del crecimiento (Moore et al., 1994), disminución de la capacidad de defensa del organismo y por lo tanto mayor susceptibilidad a padecer infecciones (Avitsur et al., 2001), y finalmente, disminución de la sensibilidad de las gónadas a la hormona luteinizante (LH), lo que suprime la secreción de hormonas reproductivas, las cuales están bajo control neuroendócrino (Von Borrell, 1995). En cuanto al sistema inmune, el estrés puede afectar tanto la respuesta inmune (RI) humoral como la celular (Ring et al., 2007). Las condiciones estresoras pueden suprimir profundamente la RI de los linfocitos sanguíneos, incluyendo la respuesta a mitógenos de las células T, la 8 actividad de las células asesinas naturales (NK) (Fillion et al., 1994), y la producción de interleucina 2 (IL -2) e Interferón (Velázquez et al., 2008). Mientras que la mayoría de las condiciones estresoras suprimen la respuesta inmune, condiciones de moderada intensidad (estrés agudo) pueden incrementar dicha respuesta (Wiess et al., 1998). El efecto global de los corticosteroides sobre las reacciones inmunológicas consiste en inhibir las manifestaciones de hipersensibilidad retardada. Entre sus efectos inmunosupresores, está la disminución en la disponibilidad de linfocitos T y monocitos, impidiendo la movilización de leucocitos hacia la zona de contacto con el antígeno y la interferencia de las interacciones celulares entre linfocito-monocito, impidiéndose la activación de los macrófagos (Malgor, 2005). La acción de los corticosteroides sobre neutrófilos y monocitos es inhibir su movilización a los tejidos afectados debido a que activan al factor inhibidor de la migración de macrófagos (MIF), producido por los linfocitos activados (Dvorkin, 2010) e inhiben la producción del factor activador de plasminógeno (PAF), el cual convierte el plasminógeno en fibrinolisina con lo que facilitan la entrada de los leucocitos al área afectada (Malgor, 2005). Otro de los efectos de los corticosteroides es inhibir la formación de prostaglandinas (PGs), leucotrienos (LTs) y la liberación de histamina, por medio de la inducción de la síntesis de una proteína inhibidora de la enzima fosfolipasa A2 (Cunningham, 2009). El leucotrieno B4 (LTB4) es un potente quimiotáctico para neutrófilos y los LTC4 y LTD4 son los componentes de la sustancia de reacción lenta en la anafilaxia (SRSA), a su vez las PGs y tromboxanos son importantes mediadores del dolor y la inflamación. Al inhibirse la acción de la fosfolipasa A2 por la acción de los corticosteroides, todas éstas sustancias proinflamatorias no se producen o lo hacen escasamente (Malgor, 2005). 9 2.3 Efecto del estrés sobre el bienestar animal La importancia de las buenas prácticas de bienestar animal radica en el hecho de que un animal sano, no estresado y en buenas condiciones de bienestar, tendrá una producción óptima y de calidad (FAO, 2008), lo que representa un impacto económico en beneficio del productor. Sin embargo, el manejo al que el ganado bovino es sometido durante el proceso productivo, el embarque, el transporte hacia establecimientos de finalización y/o a la planta de matanza, el desembarque, la estancia en los corrales de descanso, su movilización al cajón de aturdimiento y desangrado, convierte en un reto aplicar las buenas prácticas de bienestar. 2.3.1 Efecto del estrés sobre el bienestar animal durante el embarque Durante el embarque los animales están expuestos a sufrir estrés, por el agrupamiento, manejo rudo por parte de los operarios, ambientes desconocidos, lesiones, sensaciones auditivas como gritos y silbidos, entre otros (Grandin, 1997, 2000). En respuesta a estos estímulos, el animal experimenta tensión, miedo y estrés psicológico (Grandin, 1997) La magnitud de la respuesta a dichos estímulos será diferente, dependiendo de factores como la raza. A este respecto, Zavy et al., (1992) reportaron que al ser confinado a una manga de manejo, el ganado Cebú tuvo concentraciones más altas de los niveles de cortisol en comparación con animales de razas europeas. Por otra parte, durante el embarque, es común que no se tengan las condiciones adecuadas para que el animal suba a los vehículos de transporte. Rampas mal diseñadas o el uso de materiales provisionales y en mal estado para su construcción, provocan que los animales se rehúsen a subir, se regresen, o se paren, lo que se traduce en maltrato de los animales, ocasionándoles mayor estrés. Las rampas deben tener una pendiente no mayor a 20º con paredes sólidas y pisos antiderrapantes para facilitar la subida de los animales, ya que un problema grave que afecta seriamente el 10 bienestar animal, es el piso resbaladizo, provocando caídas en el ganado. Huertas, (2010) señala que durante esta etapa, el animal recibe maltrato y golpes por parte de los operarios, quienes por falta de capacitación en el manejo hacen uso de la violencia, utilizando el arreador eléctrico, palos o algún otro elemento causando daño al animal. 2.3.2 Efecto del estrés sobre el bienestar animal durante el transporte El transporte es una de las etapas críticas que desencadenan tensión y estrés en los animales, deteriorando considerablemente la salud y el bienestar animal (Knowles, 1999); ya que frecuentemente hay animales caídos, golpeados y pisoteados, pierden peso, además del aumento en la concentración de corticosteroides y sus consecuencias (Beckham Sporer et al., 2007; Von Borrell, 2001). Señalando los puntos críticos durante el transporte puede mencionarse la duración del viaje (Knowles, 1999), tipo de camino, hora del día, las características del vehículo (piso, separaciones internas, protección contra frío, calor, viento, lluvia colectores de heces y orina) (Gallo, 2001), la densidad de carga (Randall, 1993), las altas temperaturas durante el transporte (Kreikemeier et al., 1998) y el ayuno (mas de 24 horas) durante el viaje (Warriss, 1990). Según el Consejo de la Unión Europea (2004), se considera transporte largo aquél que excede las 8 h de viaje, incluyendo el embarque y desembarque. Tarrant y Grandin (1993) indican que de acuerdo a los principios de bienestar animal, un transporte de hasta 24 h continuas en buenas condiciones (disponibilidad de agua y descansos) sería aceptable. En cuanto a los periodos de descanso durante el transporte, la NOM 051-ZOO-1995 estipula que en viajes con una duración mayor a las 18 h, debe haber un periodo de descanso intermedio de 3 h sin descargar a los animales, y en viajes mayores a 24 h, proveer agua y alimento además de los descansos. Respecto a la densidad de carga, habrá efectos negativos si el espacio por animal es menor al recomendado o por el contrario, si se maneja una baja 11 densidad (Knowles, 1999). Estas condiciones dificultan que los animales mantengan un adecuado balance durante el movimiento pues se les predispone a sufrir caídas y tener dificultad para incorporarse con riesgo de ser pisoteados (Valdés, 2002). La Comisión Europea (2002) recomienda una disponibilidad mínima de 1.38 m2 por 500 Kg de peso vivo en bovinos. En cuanto a los vehículos de transporte,si éstos tienen características inadecuadas como bordes filosos, sin piso antideslizante, sin separaciones en su interior, o tiene puertas que no se abren totalmente durante la descarga, tendrá un efecto negativo en la calidad de la carne por la presentación de contusiones (Grandin y Gallo, 2007). Finalmente, largos periodos de ayuno durante el viaje, conducen a deshidratación y pérdida de peso (Arthington, 2003). Gallo et al. (2001) encontraron una pérdida de peso del 12 % en un transporte de 24 horas. La interacción de cada uno de estos factores causan estrés en el ganado y el estrés conduce a un “bienestar pobre” (Broom, 1991). 2.3.3 Efecto del estrés sobre el bienestar animal durante el desembarque La descarga de los animales representa otro punto crítico en el bienestar, donde ocurren situaciones como son las lesiones por resbalones o caídas de los animales y la duración del viaje aunado al tiempo de espera para la descarga lo que conduce a los animales a un estado de agotamiento (Huertas, 2010). Algunos de los inconvenientes que se presentan en el momento en que los animales descienden del vehículo son la falta de un muelle de desembarco, que debe de ser por lo menos de 2.5 m de largo a la altura del piso de camión, el uso de rampas con superficie resbalosa o con pendientes mayores a 20°, la falta de paredes sólidas y de pisos antiderrapantes; condiciones que dificultan el avance de animales y que son causa de resbalones y caídas. 12 Para la evaluación del bienestar animal durante el embarque, viaje y desembarque, Grandin (1998) plantea el uso de indicadores de comportamiento los cuales pueden ser cuantificados determinando el porcentaje de animales en los que se usa el arreador eléctrico (máximo aceptable 1 %); el porcentaje de animales que resbalan (máximo aceptable 3%), el porcentaje de animales que caen durante el arreo (máximo aceptable 1 %) y el porcentaje de animales que vocalizan (muge, máximo aceptable 3 %). Estos indicadores reflejan dificultades del animal para adaptarse a las condiciones de su entorno. 2.3.4 Efecto del estrés sobre el bienestar animal en el rastro 2.3.4.1 Corrales de descanso Un aspecto muy importante es el tiempo de espera en los corrales de descanso previo a la matanza. Se recomienda que en el caso de bovinos sea menor a 3 horas cuando el viaje es corto y no mayor a 6 horas cuando es largo, ya que generalmente el animal se repone escasamente del viaje y su estado sigue deteriorándose con la consiguiente pérdida de peso y un bajo rendimiento en canal; además del incremento en la presentación de peleas (Gallo y Gatica, 1995; Tadich et al., 2005). Los corrales deben de disponer de bebederos con agua limpia y fresca (a una temperatura de 18°) que permita el acceso a todos ellos. El espacio por animal debe permitir que todos los animales puedan estar echados sin amontonarse y que tengan la cuarta parte libre de la superficie, además de contar con por lo menos el 30 % de sombra. Los procedimientos de manejo que anteceden a la matanza incluyendo la contención y el aturdimiento, exponen a los animales a situaciones que producen dolor y estrés tanto psicológico como fisiológico (Grandin, 1997). Chambers et al. (2001) citado por Orozco et al. (2010) señalan que los animales experimentan miedo y sufrimiento asociados al dolor. 13 Sobre el diseño de la manga que lleva al cajón de aturdimiento es importante señalar que para que un bovino avance con más facilidad a través de la misma, ésta tiene que incluir curvas en todo su trayecto, pisos antiderrapantes, paredes sólidas y suficiente luz (Grandin, 2000). 2.3.4.2 Aturdimiento El aturdimiento es un estado de inconsciencia durante el cual existe un daño permanente del cerebro y el individuo es incapaz de responder a un estímulo, incluyendo el dolor (Comisión Europea de seguridad alimentaria, 2003). La FAO (2001) estipula que al inducir la muerte de un animal, debe utilizarse una técnica que reduzca al mínimo el estrés y la ansiedad experimentados por el animal antes de la inconsciencia. De acuerdo a lo anterior, un aturdimiento correcto es aquél que garantiza una inducción inmediata de la inconsciencia sin ocasionar dolor y que se prolonga hasta que ocurre la muerte del animal (Quiroga y García, 1994). Para conseguir un aturdimiento eficaz, es importante que los animales destinados a la matanza sean inmovilizados apropiadamente, lo cual se logra utilizando un cajón de aturdimiento (Grandin, 1994a). Su función, es limitar el movimiento del animal para mejorar la precisión del disparo. Una correcta inmovilización dependerá de una contención óptima, impidiendo el movimiento hacia atrás o hacia adelante y el movimiento de la cabeza, lo cual facilita el disparo y evita la lucha del animal (Grandin y Regenstein, 1994). El diseño del cajón debe permitir la entrada voluntaria del animal lo cual se facilita si éste tiene una correcta iluminación; además debe permitir la liberación del cuerpo después del aturdimiento (Grandin, 1988). En cuanto a la puerta de entrada al cajón, ésta debe contar con una protección que evite lesiones y golpes en caso de caer durante la entrada del animal. Otras características en el diseño que contribuyen al bienestar, es que éste sea lo suficientemente angosto para evitar que el animal dé la vuelta, que permita el paso de un individuo a la vez y para evitar caídas, el piso debe ser antiderrapante (Grandin, 1994). 14 El método de aturdimiento utilizado más comúnmente en bovinos es el mecánico: de percusión o neumático. Dentro de este método, se utiliza la pistola de perno cautivo, en la cual el proyectil tiene penetración del cráneo. La pistola contiene un perno el cual es impulsado por la detonación de un cartucho o por aire comprimido, perforando el cráneo, lo que provoca conmoción cerebral, que es una alteración de la función neural que se caracteriza por parálisis de la actividad refleja inducida por el repentino impacto en el cráneo (Comisión Europea de Seguridad Alimentaria, 2003). El intervalo entre aturdimiento y desangrado en el ganado bovino debe ser de 10 a 15 seg para evitar la posibilidad de un retorno a la sensibilidad (Grandin, 2010; Gregory, 2010). Un retraso en el tiempo de desangrado se traducirá en un aumento de la presión sanguínea, causando ruptura de vasos sanguíneos y hemorragias musculares lo cual acelera la descomposición de la carne (Adams y Sheridan, 2008). Respecto al efecto de este método de aturdimiento en el cerebro, la Comisión Europea de Seguridad Alimentaria (2003) sugiere que el impacto repentino del proyectil genera presión negativa entre la corteza y el cráneo, causando trauma en los hemisferios cerebrales y en el tronco cerebral, induciendo pérdida de la conciencia por la despolarización y descarga sincronizada de las neuronas corticales. Un aturdimiento efectivo depende de la fuerza del proyectil y de que el golpe se efectúe en la parte correcta del cráneo. En bovinos, el punto de entrada del proyectil debería ser en la intersección de 2 líneas imaginarias, cada una dibujada desde el ángulo externo del ojo a la base del cuerno opuesto, dirigida hacia la garganta o laringe del animal. La pistola debe sostenerse en ángulo recto en relación al cráneo (H.S.A, 1998). Para evitar el estrés del animal durante el aturdimiento es fundamental el entrenamiento y capacitación de los operarios para evitar fallas en el acierto del disparo. Ewbank et al. (1992) indican que el animal debe aturdirse dentro de 5 segundos 15 después de la sujeción del animal. Grandin (1988a) señala que el porcentaje mínimo aceptable de animales que caen al primer disparo debe ser del 99%. Inmediatamente después del aturdimiento, se presentan dos fases de la inconsciencia, la tónica que se caracterizapor el estiramiento de los miembros anteriores y el encogimiento de los miembros posteriores, arqueamiento del dorso y no hay reflejo corneal (respuesta visual evocada), dura entre 15 y 20 segundos y es la fase en la cual se debe colgar y degollar a los animales; y la fase clónica, en la cual los animales tienen movimientos de pataleo (respuesta somatotrófica evocada). Las señales de un aturdimiento correcto son: desplome o colapso inmediato, apnea, inicio inmediato de convulsión tónica, pérdida de reflejo corneal, dilatación pupilar gradual y ausencia de respuesta a un estímulo doloroso (Velarde et al., 2000). Los signos físicos de un aturdimiento incorrecto son el intento de levantar la cabeza, movimientos del ojo, reflejo corneal y respiración rítmica (ciclo completo de inspiración y expiración) (Gregory, 1998). 2.3.4.3 Degüello y desangrado Después del aturdimiento se procede al desangrado, para que éste sea realizado correctamente, las arterias carótidas y las venas yugulares (de ambos lados) deben ser seccionadas, buscando reducir el aumento de la presión arterial y consecuentemente evitar la presencia de hemorragias por la ruptura de vasos sanguíneos (Burson et al., 1983). Durante el corte de las venas yugulares, la sangre se escapa profusamente y disminuye el retorno de sangre al corazón, generando disminución del rendimiento cardiaco y acelerando la reducción de sangre en el cerebro, hasta que sobreviene la muerte por shock hipovolémico. Varios autores han indicado que el sistema de aturdimiento y desangrado son factores que afectan la calidad de la carne cuando no se realizan eficientemente, por la presencia de hemorragias petequiales en 16 músculos, que conlleva a disminuir el valor comercial de los cortes (Linares et al., 2007; Gregory, 2005; Grandin, 2006). 2.4 Efecto de los golpes o contusiones en el bienestar Se ha descrito que más del 50% de las contusiones sufridas por los animales se presentan después de haber ingresado a la planta de matanza (Ferguson y Warner, 2008). Estos golpes provocan hematomas que es otra condición que tiene un impacto negativo sobre el bienestar animal y la calidad de la carne. Un hematoma es una contusión traumática con ruptura de vasos sanguíneos y acumulación de sangre en el tejido afectado (Hoffman et al., 1998) que se desarrolla después de la aplicación de la fuerza, generalmente por un objeto. Tan pronto como el tejido está dañado, se produce una región de hipersensibilidad localizada alrededor del área de la lesión y dolor como promotor de la reparación. Las contusiones son causadas ante mortem y pueden no ser visibles en el animal vivo debido al grosor de la piel de la especie bovina. La presencia de contusiones en el ganado vacuno no es sólo un indicador del bienestar animal, también causa importantes pérdidas económicas (Grandin, 2000). Al respecto, Mckenna (2002) en un estudio realizado en EEUU indica que el porcentaje de hematomas encontrado en bovinos durante el año 2002 fue de 47%, ascendiendo a pérdidas de 4 dólares por animal. Una canal con hematomas puede presentar graves riesgos sanitarios como la descomposición de la carne, ya que la carne con sangre es un medio ideal para el crecimiento bacteriano por lo que no es apta para consumo. Los hematomas son consecuencia de manejo inadecuado de los animales en las unidades de producción, durante la carga, transporte y descarga en el matadero e incluso durante la matanza (Strappini et al., 1995). Por otra parte, para Strappini et al., (2010) hay una relación positiva entre pH 17 postmortem y la presencia de hematomas, señalando que las contusiones y golpes en el animal favorecen el estrés y el agotamiento de glucógeno de los músculos antes de la matanza, resultando en un pH elevado en la carne. McNally y Warriss, (1996) realizaron un estudio donde encontraron que el 48% de canales con hematomas presentaron valores de pH superior a 5,8. Ambos estudios sugieren una fuerte relación entre las condiciones de estrés, contusiones y los valores finales de pH de la carne. 2.5 Efecto del estrés sobre el comportamiento Considerando que el bienestar animal se caracteriza por la ausencia de sufrimiento y enfermedad, si se presenta alguna alteración o irregularidad en el comportamiento, no podemos esperar un estado satisfactorio de bienestar (Von Borell, 1995). La presencia de cambios en el comportamiento sono un signo de estrés (Ayo et al., 2002). El comportamiento es uno de los principales mecanismos de adaptación el cual está enfocado a reducir el estrés en el animal. Se ha demostrado que en situaciones de estrés se ven alterados tanto los patrones de conducta individual (Chandra y Das, 2001), como las interacciones sociales (Boissoy et al., 2001). Por ejemplo, en el ganado bovino, condiciones como son la mezcla o reagrupamiento continuo de animales, la exposición a un nuevo entorno y el hacinamiento, incrementan las conductas de agresión. (Bouissoy et al., 2001; Anderseen et al., 1999). Las agresiones entre animales generan conflictos lo cual generalmente induce a la presentación de estrés social. (Hasegawa et al., 1997; Mench et al., 1990). Según McEwen (2000) el estrés social es la forma en que el entorno afecta la integridad fisiológica, psicológica y/o las respuestas conductuales de los animales subordinados. Esta condición tiene un efecto detrimental sobre el sistema neuroendócrino, produciendo el aumento en los niveles de corticosteroides circulantes (Avitsur et al., 2001). Caballero (1995) señala que entre los factores que inducen estrés social está la agresión y la falta de predicción del tipo de interacción debida a la perturbación de los vínculos 18 sociales, originada por el establecimiento de jerarquías o hacinamiento. De igual manera Moore et al. (1994) señala que la mezcla de animales desconocidos y el hacinamiento son potentes factores de estrés social. 2.5.1 Estrés originado por el manejo y la dominancia social En el ganado bovino, una especie gregaria, el grupo social influye en las respuestas individuales a la tensión y al miedo que pueden provocar las condiciones de manejo creando diferentes circunstancias que limitan los patrones de comportamiento propios de cada animal (Gringard et al., 2000). En la ganadería intensiva, la separación precoz de la cría de sus madre y de los demás adultos, la segregación de los sexos, la ordenación de lotes con animales de características morfológicas similares y la restricción del espacio disponible, impide que se puedan mantener las distancias sociales provocando conductas agresivas (Mendl y Held., 2001). La competencia entre individuos por la disponibilidad de recursos, incluyendo espacio para comer y beber, lugares de descanso, la libertad de moverse en espacios reducidos, crea un ambiente de agresión y estrés social (Mendl et al., 1992; De Vries et al., 2004). No solo la cantidad de un determinado recurso, sino también su disponibilidad en el medio ambiente afecta la frecuencia y la intensidad de las interacciones agresivas (Andersen et al., 1999). Por otra parte, el reagrupamiento continuo de animales conduce a inestabilidad social, la exposición a situaciones nuevas e inestables genera un estado de tensión y miedo que junto con las dificultades para escapar puede resultar en intensas peleas, siendo más afectados los individuos subordinados, ya que tienen menos oportunidades de acceso a los recursos y suelen ser perseguidos lo que les deja poco tiempo para descansar (Boe et al., 2006). El estrés social es un factor determinante en la presentación de lesiones corporales, los individuos en grupos luchan con frecuencia para establecer nuevas jerarquías de dominancia (Warriss, 1998; Mendl et al., 1992). La capacidad de los animales para formar una organizaciónsocial representa el mecanismo regulador de facilitación social y una actitud defensiva en la utilización del territorio (Moberg y Mench, 2000). Todo factor o 19 circunstancia que impida la integración de los actos individuales, o que retrase la jerarquización social, es una fuente potencial de disturbios que genera "estrés social", dando lugar a efectos nocivos sobre la producción y sobre el estado sanitario de los animales (De Groot et al., 2001; Estevez et al., 2002). El hacinamiento, por ejemplo, es un factor desencadenante de alteraciones sobre el peso corporal, comportamiento, fertilidad y sensibilidad a las enfermedades, además de que origina un alto número de reacciones agresivas (Turner, 2001). Una vez que se establece un grupo, existen mecanismos que contribuyen a mantener la cohesión del mismo, sin embargo, al interaccionar con otros miembros del grupo, cada animal se comporta en función a su propio beneficio, lo cual resulta en el establecimiento de jerarquías de dominancia (Lindberg, 2001). Al respecto, Estevez et al. (2002) y Andersen et al. (2006) sugieren la existencia de una amplia gama de estrategias de comportamiento cuando se establecen grupos grandes; donde hay un grupo pequeño de animales con alta capacidad competitiva, el cual se caracteriza por un estilo de comportamiento agresivo y de alta ofensividad, mientras que una proporción mayor de los individuos muestran una baja defensividad, con una táctica no agresiva (la tolerancia social). El término dominancia se refiere a la relación que se establece entre un par de animales, donde uno de ellos ha aprendido a dominar al otro (subordinado), lo cual resulta en confrontaciones (Lindberg, 2001). La dominancia, es una relación que se mantiene porque el animal aprende a reconocer a otros miembros del grupo en encuentros sociales previos y reconoce el estatus del dominante en futuros encuentros, estableciendo un rango u orden de dominancia, el cual representa la posición relativa de un individuo con respecto a otros animales en el grupo (Stricklin y Mench, 1987). En condiciones naturales, los bovinos mantienen una jerarquía social. Schein y Fohrman (1955) observaron que condiciones como edad, peso y altura a la cruz se correlacionaban significativamente con el rango. Hay evidencia de que las jerarquías en becerros se forman poco después del destete (Stricklin et al., 20 1980). Entre los machos adultos y los machos jóvenes también se establecen rangos jerárquicos. Generalmente, la jerarquía tiende a ser lineal, y los grupos se dividen en una serie de pequeñas jerarquías. Sin embargo, se ha visto que al aumentar el tamaño de la población de un grupo, también se incrementa la complejidad de las relaciones de dominancia inter-individuo, así como las variaciones en la intensidad de las interacciones (Linberg, 2001). Los individuos no siempre adoptan una jerarquía lineal, con la relación de dominante- subdominante-subordinado, existen otras categorías como la dominancia triangular u otras relaciones más complejas. La relevancia de la estructura social en el ganado bovino radica en permitir el desarrollo de una estabilidad social dinámica, la cual garantice la salud y el bienestar animal. Además de las mayores posibilidades de supervivencia, la vida en grupo proporciona beneficios como el apoyo y cooperación entre sus miembros, como en el caso del aprendizaje social entre compañeros, el cual estimula las habilidades motoras, componente básico para el desarrollo positivo de la conducta y habilidades de afrontamiento (Holm et al., 2002). El someter a los animales a una interrupción del orden social exponiéndolos a un ambiente adverso, reduce su capacidad individual de reconocimiento y su capacidad de predecir cómo interactuar con los demás individuos, esto tiene como consecuencia la presentación de anomalías en el comportamiento y cambios fisiológicos (Estevez et al., 2007; Dantzer y Mormede, 1983). 2.5.2 Respuestas conductuales al estrés social Es difícil describir las respuestas de comportamiento del ganado bovino cuando se enfrenta a un reto social. La manera en que los animales enfrentan los diversos estímulos no es siempre la misma, de tal forma que si se evalúa en una escala de actividad, el grado de respuesta de un animal ante un agente estresante, puede haber una respuesta pasiva (indiferencia) o de mayor actividad (lucha/huída) (Veisser y12 Boissy, 2007, Dantzer y Mormede, 1983). Estos modos de respuesta opuestos se manifiestan según el contexto de estrés al que el animal haya estado sometido y dependen de factores como la 21 edad del animal, la genética, el temperamento y la experiencia previa (Veisser y Boissy, 2007). Masón sugiere que la falta de especificidad en la respuesta al estrés se debe a la excitación emocional provocada en cada situación a la que el animal es sometido y a la base neurobiológica de esta excitación, que se encuentra probablemente en el sistema límbico del cerebro, principalmente en la amígdala. Dantzer y Mormede (1983) afirman que la respuesta al estrés ocurre por interacción entre los componentes fisiológicos y de comportamiento, indicando que las respuestas fisiológicas son parte del componente de respuesta inespecífica al estrés, mientras que las respuestas conductuales son específicas para el estrés y dirigidas al control de estímulos amenazantes. Henry y Stephens (1977) citado por Veisser y Boissy (2007) sugieren que cuando hay una situación de amenaza se activa el sistema nervioso simpático y el eje HHA observando liberación de adrenalina y cortisol durante el afrontamiento pasivo, mientras que la adrenalina es liberada predominantemente durante el afrontamiento activo. Se ha demostrado que durante el estrés social las interacciones agonistas se incrementan y las afiliativas decrecen, por ejemplo, se ha visto que la mezcla de toros al inicio de la engorda conduce a un mayor número de interacciones agonistas por falta de cohesión en el grupo (Mounier et al., 2006). Cuando los animales son transportados o integrados a un nuevo grupo, también se ha observado un aumento en la frecuencia de presentación de las interacciones agonistas (Fraser y Rushen, 1987; Veisser y Boissy, 2001). En pastoreo se ha visto que la disponibilidad de mayor espacio reduce las interacciones agonistas y aumenta la presentación de interacciones afiliativas (Krhon, 1994). 2.5.3 Interacciones sociales en el ganado bovino Las interacciones sociales pueden clasificarse en agonistas (conductas de agresión y de respuesta a dicha agresión) y en no agonistas o afiliativas (conducta de reconocimiento social y cuidado corporal) (Bouissou et al., 2001). Las conductas agonísticas pueden estar conformadas por diferentes tipos de agresión aunque el topeteo y la amenaza son la base principal de este tipo de conductas. 22 Las interacciones agonistas incluyen pelea (animal cabeza contra cabeza, empujándose uno a otro), empujar (contacto violento de la cabeza con el cuerpo de otro animal), amenaza (el mismo movimiento de cabeza pero sin contacto) y la huída (el animal gira la cabeza y se aleja cuando se acerca otro animal). Las interacciones afiliativas incluyen olfateo (oler alguna área del cuerpo de otro animal, sin incluir el área anogenital), lamer (lamer alguna área del cuerpo de otro animal, sin incluir el área anogenital), juego de cabeza contra cabeza (igual que en un combate pero sin empujar), cabeza contra el cuerpo (roce de la cabeza de un animal en el cuerpo de otro, sin empujar). En el ganado bovino, pueden describirse diferentes tipos de amenazas manifestadas por medio de diferentes patrones de ritualización, por ejemplo, existe la amenaza con tendencia a atacar que consiste en una postura donde el animal mantiene la cabeza hacia abajo, la espalda arqueada y losmiembros traseros hacia adelante, mostrando su perfil lateral (Fraser, 1957). Si la amenaza es lenta o no es notada por el otro individuo, el dominante golpea fuertemente con la frente el cuerpo del otro animal, lo cual puede causar lesiones a la víctima. Sin embargo, cuando las relaciones de dominancia están bien establecidas, la amenaza generalmente induce la huida del animal amenazado, quien se aparta del animal dominante con un ligero movimiento. El acto de escape o huida se acompaña de una postura de sumisión, en la cual el animal baja la cabeza y se aleja del oponente. En caso contrario, cuando la amenaza recibe como respuesta otra amenaza, se inicia una lucha, que consiste en que el animal combate o pelea cabeza con cabeza, para luego golpear el flanco del otro individuo (Schein y Fohrman, 1955). La duración de las peleas es variable, pero el 80% dura menos de un minuto (Boissou, 2001). En cuanto a las conductas afiliativas, el acicalamiento, tiene una función social y de comunicación entre los animales. Consiste en lamer la cabeza, el cuello y los hombros de otros animales (Boissou, 2001). La acción de lamer es a menudo precedida por una solicitud, que incluye la adopción de una postura que consiste en bajar la cabeza y el cuello, dando ligeros roces al cuello o pecho del otro animal (Salo et al., 1993). Todos los animales son acicalados, pero no todos 23 realizan esta conducta, sólo los animales subordinados acicalan a los dominantes (Fraser and Broom, 1997). Las relaciones afiliativas tienen el objetivo de mantener la cohesión en el grupo, se manifiestan por proximidad o afinidad entre animales, tolerancia ante situaciones de competencia y reducción de las agresiones. Las interacciones afiliativas se realizan en menor tiempo durante el día y se presentan con cierta periodicidad. Las conductas sociales dependen de la dominancia social que se establece entre los animales, sin embargo, se desconoce si el estatus social influye en las conductas individuales del animal. 2.6 Efecto del estrés en la calidad de la carne. Durante el proceso productivo los animales están expuestos a una serie de condiciones que les provocan estrés, lo cual además de comprometer el bienestar animal, también tiene repercusiones sobre la calidad de la carne (Ferguson et al., 2008). El estrés que experimentan los animales en el periodo previo a la matanza tiene un efecto directo sobre las características organolépticas que contribuyen a la calidad de la carne (Webster, 2000). La magnitud del efecto negativo está en función del tipo, duración e intensidad del agente estresor y de la susceptibilidad del animal (Ferguson et al., 2001). Las condiciones adversas a las que los animales pueden estar expuestos incluyen la manipulación durante el transporte, la privación de agua y alimento, cambios en la estructura social (separación y mezcla de animales), la novedad al llegar a un nuevo ambiente, cambios en las condiciones climáticas y manejo deficiente durante el aturdimiento y matanza (Grandin, 1996; Apple et al. ,2005). La calidad de la carne está determinada en gran medida por el color (Prince y Schweigert, 1994). Cuando un animal sano es sometido a una actividad física excesiva o a condiciones de estrés antes de la matanza, el color de la carne se ve afectado. Como consecuencia del excesivo gasto energético, las reservas de glucógeno muscular están agotadas provocando poco descenso del pH (Warris, 1990). Esta deficiencia en la acidificación de la carne que ocurre generalmente en bovinos provoca la aparición de carne oscura, que son carnes 24 de color rojo oscuro, con apariencia seca y con un pH mayor o igual a 6.4 a las 24 h postmortem (Warris, 2003). Es un problema de calidad que afecta la comercialización de la carne y que produce graves pérdidas económicas, debido a que el consumidor asocia el color oscuro a “carne vieja “(Pérez et al., 2008) y a condiciones de almacenamiento inadecuado (Kreikemer et al., 1998; Prince y Schweigert, 1994). En el año 2005, The National Beef Quality Audit reportó que la incidencia de carne obscura en los Estados Unidos fue de 1.5%, con un costo para la industria de la carne de 164 millones de dólares anuales (Smith et al., 2008; Miller 2007). En un estudio reciente realizado en México en rastros TIF (tipo Inspección Federal) del estado de Baja California, Pérez et al. (2011), encontraron una incidencia de 34.88%, reportando que su presentación implica una disminución de alrededor del 10% del precio por kilogramo de la canal. Son varios los atributos de calidad de la carne que se ven afectados por esta condición, como el pH final, la suavidad y potencial de envejecimiento, el color y la capacidad de retención de agua (Gregory, 2003). La carne presenta una elevada capacidad de retención de agua, produciendo poco o nada de exudado al corte (Apple et al., 2005; Zhang et al., 2005), variación en la suavidad (Viljoen et al., 2002) y favorece el crecimiento de microorganismos afectando su vida de anaquel (Wulf et al., 2002). De las modificaciones de color y pH de la carne dependen procesos tecnológicos como el envasado al vacío de la carne y la estabilidad de los productos cárnicos en general (Sanz, 1996). Fisiológicamente, al morir el animal, el aporte de oxígeno a los músculos cesa debido a que se detiene el flujo sanguíneo, desde ese momento el ATP debe producirse a partir de la glucólisis anaeróbica, el lactato se acumula y ello conduce a uno de los cambios más característicos en la conversión del músculo en carne: el pH cae en forma paulatina desde alrededor de 7 hasta alrededor de 5,5 (Warris, 2003; Romans et al., 1994); en bovinos este proceso tarda entre 24 y 48 horas (Warris, 1996a). Si hay un agotamiento de glucógeno previo a la matanza, como ocurre bajo condiciones de estrés, el músculo se encuentra inhabilitado para acumular la adecuada concentración de ácido láctico, el grado 25 de caída del pH es limitado y la carne presenta un pH final alto (Wulf et al., 2006; Immonen y Polaunne, 2000). El pH alto que se origina en los músculos minimiza el cambio de color, es decir, el músculo refleja una menor cantidad de luz debido a cambios estructurales mínimos. Dicha apariencia se debe a que las proteínas permanecen en gran parte sin desnaturalizarse y el pigmento de mioglobina permanece en su forma desoxigenada, que tiene un color más púrpura que rojo brillante, como es la forma oxigenada que se observa en la carne normal (Kreikemeier et al., 1998; Mounier et al., 2006). Respecto a los factores en relación al estrés asociados a su presentación, Pérez et al. (2006, 2011) señalan el tiempo de espera del ganado antes de la matanza, el tiempo promedio entre la entrada de cada animal para el aturdimiento y en el periodo postmortem, la temperatura y las horas de almacenamiento de la canal. King et al. (2006) sostienen que el ganado con temperamento más nervioso tiene un mecanismo de respuesta al estrés más activo, por lo que la incidencia de carne obscura se incrementa en estos animales. En otras investigaciones también se enfatiza que factores como las condiciones climáticas (Kreikemer et al., 1988), duración del transporte (Arthington, 2003), ruptura de la estructura social (Apple et al., 1995) la novedad del ambiente al que se expone al animal antes de la matanza (Mounier et al., 2006) y el ayuno (Ferguson y Warner, 2008) interactúan causando tensión psicológica y estrés en los animales, favoreciendo los procesos que intervienen en la presentación de carne obscura. 2.6.1. Caracteristicas indicadoras de calidad de la carne: color y pH. Desde un punto de vista físico, el color de la carne es el resultado de la distribución espectral de la luz que la ilumina y de la intensidad de la luz reflejada por su superficie (DelCampo, 2008). El color de la carne se evalúa a través del sistema CIELAB, que considera a los índices “L” (luminosidad), “a” (índice de rojos) y “b” (índice de amarillos). Entre los componentes que participan en el desarrollo del color, se encuentran la concentración de mioglobina, el estado oxidativo del 26 hierro dentro de la mioglobina y el pH muscular, este último es el más importante, pues cuando hay un alto pH muscular, se produce un incremento en la capacidad de retención de agua, las miofibrillas se hinchan y la superficie de la carne refleja menor cantidad de luz, la cual penetra a una profundidad mayor dando un color más oscuro a la carne (Prince y Schweigert, 1994). Por otra parte, cuando el pH desciende a valores cercanos al punto isoeléctrico de las proteínas (5.2), se pierde capacidad de retención de agua, causando una reducción en el tamaño de las miofibrillas, hay desnaturalización de las proteínas, efectos que al combinarse impiden que la luz penetre fácilmente y es reflejada, dando lugar a un color más claro (Lawrie, 1988). Con respecto a la luminosidad de la carne, ésta depende de diversos factores tales como el pH, la capacidad de retención de agua, la integridad de la estructura muscular, y en menor medida del grado de oxidación de los pigmentos (Pérez- Álvarez et al., 1988). Palombo y Wijngards (1990) reportaron que el contenido en grasa es otro factor a tener en cuenta sobre este valor, pues las materias primas con mayor contenido en grasa son las que presentan mayores índices de “L”. Pérez- Álvarez et al. (1998) sostienen que el valor de “a” (rojo-verde) está relacionado con el contenido de mioglobina. El índice “b” (amarillo-azul) ha sido relacionado con los distintos estados de la mioglobina (Palombo y Wijngards, 1990). Por lo tanto, el color de la carne depende del contenido y estado de la mioglobina (óxido- reducción) así como de la proporción de grasa intramuscular (Pérez-Alvarez 1998; Del Campo, 2008). Según Page et al. (2001) el pH de la carne presenta una correlación negativa con el color (índice de rojo y amarillo), los valores altos de pH final implican carnes con menores valores de “a” y “b”, mientras que bajos valores de pH final, estarían relacionados a un color de la carne más rojo (mayor “a”) y más amarillo (mayor” b”). 27 2.7 Indicadores sanguíneos de estrés Para cuantificar el estrés de los animales se pueden utilizar diferentes métodos. Entre los métodos que existen para cuantificar el estrés en los animales está el análisis de las variables fisiológicas (temperatura, frecuencia cardiaca), la evaluación de los componentes sanguíneos y la medición del comportamiento (Shaw y Tume, 1992; Moberg 1996). Según Amtmann et al. (2006) cambios fisiológicos asociados a estrés serelacionan con cambios en las concentraciones sanguíneasde cortisol, glucosa y volumen globular aglomerado (VGA). Moberg (1996) indica que es posible valorar en qué medida un animal está utilizando su mecanismo de adaptación y en consecuencia su grado de estrés por medio de la evaluación de los metabolitos asociados a la función de la glándula suprarrenal (cortisol), al metabolismo energético (glucosa y lactato) y al daño muscular (cratin quinasa). Warriss (1990) señala que en la carne de los animales también se pueden observary medir las consecuencias del estrés. Es importante determinar la relación que existe entre los diferentes indicadores de estrés y las variables indicadoras de calidad de la carne, así como cuantificar el efecto del manejo realizado antemortem y el manejo en el proceso de matanza (Amtmann, 2006). 2.7.1 Indicadores sanguíneos 2.7.1.1 Hematocrito Representa el porcentaje del volumen de la sangre que está dado por los eritrocitos. Su valor depende fundamentalmente del número de eritrocitos y su tamaño. El rango de referencia en la especie bovina varía entre30%–40% (Feldman et al., 2000). Una de las causas del aumento del hematocrito es la contracción esplénica; esta se produce en casos de estrés agudo por la secreción de catecolaminas en respuesta a la activación de la médula adrenal por vía nerviosa (Mitchell et al., 1988). Kent y Ewbank (1983) indican que el hematocrito aumenta durante el período de carga e inicio del transporte de los animales, dado fundamentalmente por un aumento del número de los eritrocitos circulantes y en menor grado por la sálida de agua de la sangre. 28 2.7.1.2 Leucocitos (células de la línea blanca) Leucocitos es el nombre genérico que se da a las diferentes células blancas poli y mononucleadas de la sangre; estas incluyen a los neutrófilos, eosinófilos, basófilos, monocitos y linfocitos. Para la especie bovina los porcentajes de distribución para cada una de las diferentes células de la línea blanca fluctúan entre: basófilos (0- 2%), eosinófilos (0- 20%), neutrófilos (15% - 45%), linfocitos (45% -75%) y monocitos (2%-7%). El valor de referencia de leucocitos totales para el bovino es de 5.0-10.0 X 109 leucocitos/L (Feldman, 2000). La presencia de leucocitos es muy importante para las respuestas inmunitarias y alérgicas del cuerpo. La puesta en marcha del mecanismo inmunitario y el desarrollo de cada una de las reacciones que implica se modifican por un estado de estrés (Dantzer y Morméde, 1984). Los corticosteroides afectan casi todas las etapas de las respuestas inmunológicas e inflamatorias, estas incluyen acciones sobre el procesamiento del antígeno por los macrófagos, las funciones específicas de las células B y T, la producción y eliminación de anticuerpos, la movilización y funcionamiento de las células (polimorfonucleares y mononucleares) así como la liberación de sustancias efectoras como quininas, activador del plasminógeno, etc., (Velázquez, et al., 2006). A largo plazo, los corticoesteroides ejercen efectos inmunodepresores, disminuyen el número de linfocitos circulantes y reducen el volumen del timo y los órganos linfoides, deprimen los mecanismos de inmunidad humoral e inhiben las reacciones de hipersensibilidad (Dantzer y Morméde, 1984). La cuenta de leucocitos totales y diferenciales puede verse alterada por situaciones de tensión, tales como transporte y manejo (Kent y Ewbank, 1983). La liberación de adrenalina (estrés agudo) induce leucocitosis (aumento de leucocitos), en los rumiantes ésta se caracteriza por una neutrofilia (aumento de neutrófilos) asociada a una linfocitosis (aumento de linfocitos) y monocitosis (aumento de monocitos), con una eosinopenia (diminución de eosinófilos). En 29 cambio, la leucocitosis inducida por corticosteroides (estrés crónico), incluye una neutrofilia madura, linfopenia (disminución de linfocitos), eosinopenia, y monocitosis (Feldman, 2000). En animales domésticos, la neutrofilia y linfopenia aparece después de 4-8 horas de exposición al estrés (Alvarado, 1999). En diversos estudios realizados donde los animales han sido sometidos al estrés del transporte se ha reportado una leucocitosis que ocurre por el aumento de neutrófilos circulantes (Tarrant y Grandin, 1999; Kannan et al., 2000). Los neutrófilos en sangre periférica están distribuidos en dos grupos conocidos como el grupo o pool de neutrófilos marginales (MNP) y el grupo o pool de neutrófilos circulantes (CNP). La liberación de adrenalina en respuesta a condiciones de estrés agudo, causa una neutrofilia por la movilización de neutrófilos del MNP hacia el torrente circulatorio. El resultado hematológico es una neutrofilia corta (10-20 minutos) la cual puede acompañarse de linfocitosis (Feldman et al., 2000). Por otra parte, la elevación de cortisol en respuesta a condiciones de estrés crónico induce en bovinos una leucocitosis caracterizada por una neutrofilia, que en este caso oscila entre dos y tres veces mayor a los valores normales sobre el conteode neutrófilos y ocurre por el aumento en la liberación de neutrófilos maduros desde la médula ósea hacia el torrente sanguíneo y secundariamente por un aumento de la migración de los neutrófilos marginales ubicados en las paredes de vasos sanguíneos y tejidos cercanos, hacia la circulación (Feldman et al., 2000). 2.7.2 Indicadores sanguíneos (suero) 2.7.2.1 Glucosa Es importante considerar la evaluación de la glucosa como un analito que indirectamente puede asociarse a situaciones de estrés o pérdida de bienestar, ya que los niveles séricos de glucosa se incrementan como consecuencia de estrés (Amtmann et al., 2006). La glucosa es la principal forma de energía en los procesos celulares de los mamíferos. Participa en la síntesis de aminoácidos y de ácidos grasos, y también forma parte estructural de glicolípidos y glicoproteínas (Kaneko 30 et al., 1997). La glucosa puede almacenarse en el cuerpo como glucógeno, el cual se encuentra en el hígado y músculo esquelético (Dvorkin et al., 2010). Los valores de referencia para la glucosa en bovinos no sometidos a estrés, se observan entre los 2.50 y 4.16 mmol/L (Kaneko et al., 1997). Las acciones de las catecolaminas (adrenalina y noradrenalina) implican la regulación de las respuestas que permiten a los animales ajustarse a situaciones que conllevan a estrés agudo, durante el cual se libera adrenalina, aumentando la glucemia y promoviendo la glucogénesis (Cunningham, 2009). La obtención de energía para el músculo en la fase de alarma ocurre por la liberación de adrenalina que estimula la glucólisis, dado que el músculo no dispone de glucosa 6-Fosfatasa, se produce lactato en lugar de glucosa; el hígado toma el lactato y lo convierte en glucosa. Es decir, los efectos de la adrenalina sobre el metabolismo de la glucosa, son similares a los del glucagón ya que promueven un aumento de la glucosa sanguínea desde el glucógeno almacenado en el músculo e hígado respectivamente (Guyton y Hall, 2000). Otros efectos sobre el metabolismo de carbohidratos es la inhibición de la secreción de insulina, la estimulación de la secreción de glucagón y promueven la lipólisis, lo que resulta en el incremento de los ácidos grasos en sangre (Cunningham, 2009). En la fase de adaptación del estrés (crónico), cuando se agotan las reservas de glucosa, inicia la liberación de corticosteroides, cuyo efecto es estimular la gluconeogénesis hepática, que implica la conversión de aminoácidos y lípidos en carbohidratos, aumentando el glucógeno hepático y los niveles de glucosa en sangre (Kaneko et al., 1997). El aumento de la secreción de los corticosteroides amplifica la movilización de la energía inducida por la adrenalina (Ferguson, 2008). Cole et al. (1988) y Apple et al. (2005) señalan que el transporte y ayuno de animales produce un aumento de los niveles de glucosa debido a un aumento de las catecolaminas y corticosteroides liberados producto del estrés a que son sometidos los animales. 31 2.7.2.2 Lactato. El lactato es un producto del metabolismo de los carbohidratos y se produce principalmente en las células musculares y glóbulos rojos. La glucosa es transformada a través de la glucólisis en piruvato, el cual puede ser usado para la generación de ATP o lactato (Cunningham, 2009). La conversión de glucosa a lactato ocurre cuando el músculo se encuentra con deficiencia de oxígeno, generalmente durante episodios cortos de ejercicio violento o cuando existe un exceso de piruvato (Alvarado, 1999). El estrés padecido por el animal durante el periodo que abarca la sálida de la unidad de producción hasta el rastro origina una caída de las reservas de glucógeno hepático y muscular, lo que impulsa la producción de lactato, aumentando su movilización en la sangre (Kadim et al., 2006). Se ha demostrado que el aumento de lactato en sangre responde al manejo que induce estrés en el bovino (Partida et al., 2007; Warriss, 1995), lo cual es indicador de la actividad glucogenolítica del músculo y gluconeogénica hepática (Apple et al., 2005). Los niveles elevados de lactato a la matanza son el resultado de la degradación de glucógeno muscular causado por actividad física excesiva antemortem (Mota et al., 2010). Los valores de referencia de lactato en el bovino, oscilan de 0,6–2,2 mmol/L (Kaneko et al., 1997). 2.7.2.3 Creatin quinasa (CK) Esta enzima se encuentra en las células del músculo estriado y miocardio, y en menor proporción a nivel cerebral (Feldman et al., 2000). En el músculo, esta enzima funciona haciendo que el ATP sea mejor aprovechado en la contracción, por la fosforilación de ADP (Kaneko et al., 1997). El valor sanguíneo promedio en bovinos es < 120 U/L (Kaneko et al., 1997). El aumento de CK en el torrente sanguíneo está asociado a estrés físico causado por los procesos de carga y descarga, ayuno y ejercicio durante el transporte o la espera en el matadero (Tarrant y Grandin, 1993; Tadich et al, 2000; Van de Water et al., 2003) lo que es un indicador de excesiva actividad muscular (Warriss, 2000). Estos incrementos de CK se podrían explicar por la demanda física que determina el mantenimiento de la postura en un vehículo en movimiento, pero también se asocia con largos viajes que 32 aumentan la fatiga del animal. Lefebvre et al. (1996) sostienen que el incremento de CK en sangre implica el movimiento constante tanto de músculos voluntarios así como de aquellos controlados por el sistema nervioso autónomo (corazón, pulmones). 2.7.2.4 Cortisol El cortisol es la hormona que secreta la corteza adrenal como respuesta a la liberación de hormona adenocorticotrófica (ACTH) por la hipófisis, siendo un buen indicador de estrés. Una de las variables fisiológicas más utilizadas para estudiar la respuesta al estrés es la concentración de cortisol en suero, evaluando de esta manera la actividad adrenocortical. La determinación de cortisol es un buen indicador de estrés asociado con manejos como arreo, transporte y matanza de los animales (Shaw y Tume 1992; Cockram et al., 1996). El valor sanguíneo promedio para la especie bovina es de 0.2 μg/dl (Kenny and Tarrant, 1987). Un estado de estrés provocado por factores como ejercicio, manipulación, emociones, entre otros, puede activar el eje HHA y con esto, aumentar los niveles de corticosteroides (Kaneko et al., 1997). La respuesta al estrés está mediada por el Sistema Nervioso Central, en una forma similar a los factores que influencian el ritmo circadiano en la secreción de corticosteroides. Su respuesta al estrés es inmediata y en ésta se observa que las concentraciones de cortisol aumentan con rapidez en unos minutos, sobrepasando varias veces el valor normal (Cunningham, 2009). La respuesta a la liberación de cortisol es proporcional a la gravedad del estrés, así el estrés moderado da lugar a una menor producción de cortisol (Kaneko et al., 1997). El cortisol es tiempo dependiente llegando a los valores pico a los 10-20 minutos luego de iniciado el estrés (Lay et al., 1992). Es así que los procedimientos de muestreo deben realizarse rápidamente (Grandin, 1997), además de que se necesita un muestreo frecuente debido a las fluctuaciones de dichos valores durante el día que se presenta en los bovinos (variación circadiana) (Mulleder et al., 2003). 33 2.8 Tratamientos utilizados en los animales para controlar el estrés Con la finalidad de evitar pérdidas económicas por la muerte de animales con mayor susceptibilidad al estrés durante el proceso previo a la matanza y por el castigo en el precio a la carne de mala calidad se han desarrollado diversos fármacos para controlar y/o prevenir el estrés en los animales de abasto y disminuir las reacciones a los estresores ambientales. Dentro del grupo de fármacos para control del estrés se incluyen sedantes clasificados como
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