ASPECTOS BASICOS Y APLICADOS DE ECOFISIOLOGIA ANIMAL

ROGER DANIEL SALGADO OTERO

MVZ. MSc

UNIVERSIDAD DE CORDOBA

FACULTAD DE MEDICINA

VETERINARIA Y ZOOTECTNIA

MONTERIA, 2006

TRÓPICO

DIFERENCIAS TERMODINAMICAS ENTRE EL CLIMA TEMPLADO Y EL TROPICAL

En el trópico los forrajes son mas complejos, presentando mayor proporción de celulosa y lignina, lo que produce una mayor producción de calor en su digestión

En los climas templados los forrajes tienen una mayor proporción de azucares, almidones y hemicelulosa.

En el trópico la temperatura del aire es mayor y el rango de variación más estrecho

En el clima templado las altas temperaturas ambientales son un factor de tensión por el corto periodo del verano

En el trópico las altas temperaturas persisten durante casi todo el año, lo que se traduce en vacunos con menores niveles metabólicos menor aislamiento, mayor superficie peso y diferentes hábitos de conducta y comportamiento.

FACTOR TROPICAL

EN EL TROPICO LAS CONDICIONES TERMODINAMICAS

DEL AMBIENTE LE IMPONEN LIMITACIONES A LA TASA

DE PERDIDA DE CALOR DEL SISTEMA, TENIENDO EL

ANIMAL QUE LIMITAR SU TRABAJO DE

PROCESAMIENTO DEL ALIMENTO PARA

TRANSFORMARLO EN LECHE Y/O CARNE AFECTANDO

DE MANERA SUS NIVELES DE PRODUCCION

EL MEDIO AMBIENTE DE LOS BOVINOS EN EL TRÓPICO BAJO

• DOS EPOCAS (LLUVIA Y SEQUIA)• ALTA HUMEDAD RELATIVA• ALTAS TEMPERATURAS• ALTO INDICE TEMPERATURA Y HUMEDAD (ITH)• HORAS LUZ AÑO (>3.000)

MICROCLIMA

PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA FISIOLOGIA MODERNA

“EL ANIMAL DOMESTICO DE INTERES ZOOTECNICO PUEDE SER DEFINIDO DESDE EL PUNTO DE VISTA TERMODINAMICO, COMO UN SISTEMA ABIERTO BIFASICO, QUE INTERCAMBIA ENERGIA Y MATERIA CON EL MEDIO, EL CUAL REACCIONA FRENTE AL MEDIO TERMODINAMICO QUE LO RODEA, CON EL OBJETO DE GARANTIZAR LA ESTABILIDAD DE SU AMBIENTE INTERNO”

Claude Bernard, 1945

HOMEOSTASIS

EL SISTEMA ANIMAL PRODUCE CALOR EN

CADA UNA DE SUS CÉLULAS

ININTERRUMPIDAMENTE. ESTE CALOR ES

UNO DE LOS DESECHOS QUE SE PRODUCEN

EN LA CELULA COMO CONSECUENCIA DE LOS

TRABAJOS QUE EN ELLA SE REALIZAN Y QUE

EL ANIMAL DEBE EXPULSAR DE SU CUERPO,

SO PENA DE QUEMARSE.

CANNON, 1945

ANIMALES HOMEOTERMOS O DE SANGRE CALIENTE.

Son aquellos que están dotados de un mecanismo termorregulador que les

permite mantener su temperatura corporal en un margen estrecho.

TEMPERATURA ORGANICA

Edad Sexo Época del año Hora del día Ejercicio Ingestión de alimento Digestión

CONSTANTES FISIOLÓGICAS VALORES AUTOR

Frecuencia Cardiaca adulto 60 - 80 Dukes H.

Frecuencia cardiaca Jóvenes 90 - 100 Dukes H.

Movimiento reticuloruminales 1 – 3 x min. Gutiérrez José

Frecuencia respiratoria adulto 18 - 30 Gutiérrez José

Frecuencia respiratoria jóvenes

10 - 32División sanidad animal BAYER

Temperatura rectal adultos °C 37.5 - 39 Gutiérrez José

Temperatura rectal jóvenes °C

38.5 - 40División sanidad animal BAYER

CONSTANTES FISIOLOGICAS EN BOVINOS

METABOLISMO ANIMAL

EL METABOLISMO (M) BIENE A SER LA SUMATORIA DE CALOR QUE SE PRODUCE EN TODA Y CADA UNA DE

LAS CELULAS DEL CUERPO

SOLNUBE

TERRERNO

CIELO (V) RAYOS INFRARROJOS

LARGOS

(V) R

AYOS

INFRARROJO

S

LARGOS

PARTICULA ATMOSFERICA

(ii) RAYO

S

SOLA

RES

REFL

EJA

DO

S

(iii)

RAYO

S

SOLA

RES

REFLEJA

DOS

(i) R

AYOS

SOLA

RES

DIR

ECTOS

(iii) RAYOS

SOLARES

REFLEJADOS TERRERNO

EFECTOS DIRECTOS E INDIRECTOS DEL CLIMA SOBRE LOS ANIMALES

BALANCE CALORICO

• Metabolismo basal

• Fermentacióndigestiva

• Calor de las producciones

• Actividad muscular

Alimento

Reservacorporal

• Calor ambiental• Radiación solar

Calor producido

Calor animal

Calor adquirido

Evaporación

Radiación

Convección

Conducción

Excreción deHeces y orina

PRODUCCIÓN DE CALOR METABOLICO

Ingesta energética (31%, 600Kg; 40 Kg leche; 4% grasa)

Actividad física ( Músculo esquelético y tejidos corporales)

Gasto de mantenimiento (20%)

Incremento calórico de las producciones

LA NECESIDAD DE PERDIDA DE CALOR DEL SISTEMA ESTA EN FUNCION DE SU NIVEL METABOLICO.

ANIMAL PRODUCCION DE LECHE (LTS)

CONSUMO

CALOR METABOLI

CO

PERDIDA CALORICA

VACA A 15 3 VECES B > 3 VECES DE B

> 3 VECES B

VACA B 5

EFECTO DEL NIVEL DE PRODUCCION SOBRE LA PRODUCCIONDE LECHE, CONSUMO, CALOR METABOLICO Y PERDIDA CALORICA

RELACION ENTRE EL METABOLISMO ENERGETICO DE LOS BOVINOS Y SU

TEMPERATURA AMBIENTE

TEMPERATURA(ºC)

METABOLISMO ENERGETICO(RANGO PORCENTUAL)

121517192124263435

127 – 150118 – 112118 – 110100 – 110100 – 107

87 – 9878 – 8555 – 6050 - 55

Napoleon J, (1987)

CAMBIOS CONDUCTUALES Y FISIOLÓGICOS PARA MANTENER EL BALANCE CALÓRICO

Deja de comer

Disminuye la actividad física

Busca la sombra y el viento

Incrementa la tasa respiratoria

Aumenta el flujo de sangre periférica

Aumenta la sudoración

REGULACION TERMICA

HPOTALAMOHPOTALAMO

HIPOFISISHIPOFISIS

PERDIDA DE CALOR DEL SISTEMA O TERMOLISIS

La tasa de pérdida de calor de los animales

debe ser proporcional a la tasa de

producción de calor metabólico, para que se

cumpla la condición de homeotermia

VIAS DE DISIPACION DE CALOR

CONDUCCION:

PERDIDA DE CALOR POR DIFERENCIA DE TEMPERATURA

ENTRE DOS SISTEMAS VECINOS

CONVECCION

TRANSFERENCIA DE CALOR MEDIANTE LA MOVILIZACION

FISICA DE LAS PARTICULAS QUE RODEAN AL ANIMAL

RADIACION LA PERDIDA DE CALOR DEL ANIMAL, DEPENDE DE SUS

CARACTERISTICAS RADIANTES

TEMPERATURA DEL SISTEMA SUPERFICIES EXPUESTAS COBERTURA EXTERIOR

EVAPORACION PERDIDA DE CALOR A TRAVES DE LA EVAPORACION DEL

AGUA

TRACTO RESPIRATORIO (30%) GLANDULAS SUDORIPARAS (70%) DIFUSION DEL AGUA ATRAVES TEJIDOS

SUBCUTANEOS

LAS PERDIDAS SENSIBLES DE CALOR CONDUCCION:

A TRAVES DE LOS TEJIDOS

CONVECCION-CONDUCCION:

ARTERIAS Y VENAS (80%)

RADIACION Y EVAPORACION

DE LA SUPERFICIE DE LA PIEL AL EXTERIOR

CAPA DE PELO

PIEL

30°C 13 – 15°

32°C 32º

CONDUCCIÓN

RADIACIÓNEVAPORACIÓN

CONVECCIÓN

T1

T1

T1

SUPERFICIE DE LA CAPA

SUPERFICIE DE LA PIEL

CAPA MUSCULAR

MOVIMIENTO DEL AIRE

TRACTO RESPIRATORIO Y PIEL

AGUASOMBRATRACTO RESPIRATORIO Y DIGESTIVO18 KG H2O 18 KLAL DE CALOR21°C CORPORAL

PROCESOS FISICOS DE DISIPACION DE CALOR EN EL ORGANISMOANIMAL

MASA CENTRALDEL ORGANISMO

39ºC

TEMPERATURA DEL SISTEMASUPERFICIES EXPUESTASCOBERTURA EXTERIOR

TEMPERATURAS AMBIENTES CRITICAS

ESTRES

FUERZAS EXTERNAS QUE INCIDEN SOBRE LOS SISTEMAS

ORGANICOS INTENTANDO DESPLAZARLOS DE SU ESTADO

BASICO O DE REPOSO

Estrés Hipotálamo F.L. ACTH Hipófisis

Anterior

ACTH Corteza

Adrenal

Gluco-

corticoides

Vasoconstricción

Broncodilatación

A.G.L

Glicemia

Gasto cardiaco

Excitabil. SNC

Hematíes

Neutrófilos

Médula

Adrenal Catecolaminas

Catecolaminas

RESPUESTAS FISIOLÓGICAS AL CALOR

Ajustes circulatorios (31ºC)

VASODILATACIÓN CUTANEA

Pérdida calórica evaporativa (25%)

SUDORACIÓN

POLIPNEA Y JADEO

ORDEN DE RESPUESTA COMPENSADORAS DE LOS BOVINOS

Cambios en el flujo sanguíneo vascular Iniciación de la sudoración (>25ºC) Tasa respiratoria aumentada Cambios de la secreción hormonal Cambios en el comportamiento Mayor consumo de agua Elevación de la temperatura corporal Pérdida de agua corporal (Heces, orina, respiración

y piel) Deshidratación

RESPUESTAS FISIOLOGICAS AL FRIO

Reducción de las pérdidas calóricas

Respuestas del comportamiento Pilo-erección – crecimiento del pelo Ajustes circulatorios

Incremento de la producción calórica Escalofríos Termogénesis sin escalofríos

HIPERTERMIA

EJERCICIO MUSCULAR INTENSO

LA EXCITACIÓN

DESHIDRATACIÓN

TEMPERATURA AMBIENTAL ALTA

HUMEDAD RELATIVA

BAJA VENTILACIÓN

PREÑEZ AVANZADA

PAPEL DE LAS CARACTERISTICAS ANATOMICAS EN EL INTERCAMBIO DE CALOR

ORDEN DE ABSORCIÓN DE CALOR

POR EL COLOR DEL PELAJE

Colores oscuros > transferencia de calor hacia la piel, mayor temperatura

Corporal y reducidas ganancias de peso que colores claros

En ganado Bos taurus

Frinch, (1986)

INFLUENCIA DEL COLOR DEL PELO SOBRE LA TRANSFERENCIA DE CALOR

En ganado Bos indicus:

Novillos negros 16% > que novillos brown

Novillos negros 58% > que novillos blancos

Frinch, (1986)

• < 40% negro•40 a 60 % negro•> 60% negro

No hubo diferencias en producción, pero vacas blancas tuvieron pocos servicios por concepción y pocos dias Abierto que vacas negras (King, et al 1988)

LAS RAZAS CEBUINAS PRESENTAN MAYOR NUMERO DE GLANDULAS SUDORIPARAS POR

UNIDAD DE SUPERFICIE

•EL METABOLISMO BASAL DE BOS INDICUS ES 30% MENOR DE BOS TAUROS

(TRACTOS DIGESTIVOS MAS PEQUEÑOS, FLORA RUMINAL MAS ABUNDANTE

Y EFICIENTE)

SUPERFICIE CORPORAL

LOS BOS INDICUS POSEEN UN 12 % MAYOR AREA SUPERFICIAL POR UNIDAD DE PESO

TIPOS DE ACLIMATACIÓNTIPOS DE ACLIMATACIÓN

POSITIVA

ACLIMATACIÓN

NEGATIVA

NO SUPERANAGRESIVIDADAMBIENTAL

MEDRA TRAS LARGO

PERÍODO DEADECUACIÓN

PROCEDECLIMA

DISTINTO

PROCEDECLIMA

SIMILAR

CAPACIDAD

FISIOLOGICA

ALTERADA.

DISMINUIDA

APTITUD

PRODUCTIVA

MANTIENEN

INCREMENTAN

CAPACIDAD

PRODUCTIVA

ORIGINAL

NATURALIZACIÓN

ABSOLUTA

DEGENERATIVA

FRACASO

Helman M,

CRECIMIENTO REPRODUCCIÓN NORMAL

CRECIMIENTO RETARDADO FERTILIDAD COMPROMETIDA

PROCESOS ADAPTATIVOS DE LOS RUMIANTES A LOS CLIMAS CALIDOS

Escasez de

alimentos

T4

Cortizol

Andrógenos

Metabolismo

Producción de calor

Degradación de grasas

AGL en sangre

Energía en células

Súper vivencia

Actividad hipofisiaria

Producción y reproducción

Producción de calor

VERANO

PRUEBAS DE CAMPO PARA VALORAR LA ADAPTABILIDAD DE UN ANIMAL A UN AMBIENTE

DETERMINADO

PRUEBA DETERMINACION AUTOR

TOLERANCIA AL CALOR

COEFICIENTE DE ADAPTABILIDAD

CUBIERTA PILOSA

EJERCICIO Y EFICIENCIA DEL ENFRIAMIENTO

TºC RECTAL

TºC RECTAL Y TASA RESPIRATORIA

CAPA DE PELO

TºC RECTAL

RHOAD, 1940

BENEZRA, 1954

BONSMA, 1949

DOWLING, 1956

SESACION DE DISCONFORT

ANIMAL

STRESS POR CALOR

ZONA DE CALOR

SESACION DE DISCONFORT

ANIMAL

STRESS POR FRIO

TE

NS

ION

TE

NS

ION

_______ TASA METABOLICA

TEMPERATURA CORPORAL ANIMAL

__ __ __ TEMPERATURA DE LA PIEL

******** TASA DE PULSACIONES

TASA DE SUDORACIÓN