El aumento de las temperaturas plantea grandes desafíos para la industria láctea (la producción de leche de una Holstein puede disminuir entre un 30 y un 70 % en climas cálidos), pero un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Cornell ha encontrado una solución basada en la nutrición para restaurar la producción de leche durante eventos de estrés por calor , al mismo tiempo que identifica la causa de la disminución.
El estudio, publicado el 2 de agosto en la Revista de ciencia láctea, confirmó por primera vez que las vacas lecheras estresadas por el calor desarrollan permeabilidad intestinal, o intestino permeable, lo que contribuye a una reducción en la producción de leche. Los investigadores también descubrieron que la producción de leche se puede restaurar parcialmente alimentando a las vacas con ácidos orgánicos y productos botánicos puros.
«Esto tiene una aplicación inmediata», dijo Joseph McFadden, profesor asociado de biología del ganado lechero en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida y autor principal del artículo. «Y esperamos que sirva como un catalizador para el campo y encienda más investigaciones sobre enfoques dietéticos».
La primera autora del artículo es Ananda Fontoura, estudiante de doctorado en el laboratorio de McFadden.
La investigación ayudará a mantener la eficiencia y la sostenibilidad de la industria láctea a medida que aumentan la demanda y las temperaturas. El cambio climático ya está causando una producción reducida y amenazando la salud en los Holstein, por mucho, la raza dominante en la producción lechera de EE. UU. McFadden dijo que la industria láctea del estado de Nueva York no es segura debido a su clima relativamente frío: el estrés por calor en las vacas Holstein comienza a ocurrir a los 75 grados Fahrenheit.
“En el estado de Nueva York, se proyecta que tengamos un aumento en los eventos de estrés por calor en la próxima década, pero se supone que las precipitaciones se mantendrán”, dijo McFadden. «Con grandes sequías y demandas de agua en otras áreas del país, puede haber un mayor énfasis en mantener la fortaleza de la industria láctea del noreste, pero aún tendremos más eventos de estrés por calor, y tenemos que ser proactivos y estar listos». .»
El estrés por calor hace que las vacas coman menos, y la caída en el consumo de alimentos representa del 30 al 50% de la caída en la producción de leche, esto se sabía. Los investigadores proporcionaron evidencia de que la disminución restante se desarrolla con un aumento en la permeabilidad intestinal, lo que activa el sistema inmunológico.
«La hipótesis de trabajo general era que un sistema inmunitario activado separa la energía de la producción de leche para respaldar la función inmunitaria», dijo McFadden. «Cuando el intestino se vuelve permeable, permite que entren bacterias en la vaca que activan el sistema inmunológico y causan inflamación. Pero nunca hubo un estudio que confirmara directamente que las vacas lecheras estresadas por el calor desarrollaran intestino permeable. Los datos anteriores solo infirieron esta posibilidad. «
Los investigadores encontraron que las vacas expuestas a condiciones de estrés por calor desarrollaron intestino permeable rápidamente, después de solo tres días. Un grupo de control en un entorno térmicamente neutro, con la misma ingesta reducida de alimentos, experimentó un retraso en el desarrollo de una mayor permeabilidad intestinal.
El estudio también encontró que el consumo de ácidos orgánicos y productos botánicos puros redujo la permeabilidad intestinal de la vaca y aumentó la ingesta de alimentos y la producción de leche, restaurando alrededor de tres kilogramos de leche por día. Las vacas también mostraron una mayor eficiencia de nitrógeno, lo que puede significar menos nitrógeno excretado en el medio ambiente.
Actualmente, se utilizan aspersores y ventiladores para mitigar el estrés por calor en las vacas, pero estas estrategias queman combustibles fósiles y solo restauran alrededor del 60 % de la producción de leche. Se estima que las pérdidas económicas debidas a vacas lecheras estresadas por el calor superan los 1500 millones de dólares al año, más que cualquier otro sistema de producción de animales domésticos, en gran parte debido a la intolerancia al calor de las vacas Holstein.
El equipo de McFadden está trabajando con cirujanos de la Facultad de Medicina Veterinaria, que pudieron aislar muestras del intestino de la vaca, y con colegas de la Facultad de Ingeniería y de la Universidad Johns Hopkins para analizar el microbioma y el perfil de metabolitos del tracto GI de la vaca. Estos estudios ayudarán a determinar por qué ocurre la permeabilidad intestinal bajo estrés por calor y brindarán más información sobre cómo mantener saludables a las vacas.
«El campo realmente carece de enfoques dietéticos para mejorar la salud intestinal; es un área subdesarrollada», dijo McFadden. «Es muy difícil de estudiar porque se necesitan las instalaciones para realizar los estudios de estrés por calor y los cirujanos para obtener esas preciosas muestras. Cornell es realmente único en el sentido de que tenemos una gran cantidad de recursos a nuestra disposición para responder a estas preguntas».
La investigación adicional podría revelar la eficacia de diferentes aditivos, o incluso recomendar cambios en la dieta básica de las vacas en los EE. UU., a través de la optimización del Sistema de Proteínas y Carbohidratos Netos de Cornell, un modelo ampliamente utilizado para determinar qué debe comer el ganado lechero y de carne.
«Ese modelo ayuda a los nutricionistas a formular dietas para vacas», dijo McFadden. «Si podemos mejorar ese modelo y comprender los requisitos de nutrientes que tiene una vaca durante un evento de estrés por calor, podemos asegurarnos de que obtenga lo que necesita para mantener una salud y un rendimiento óptimos».
Este estudio fue apoyado por una beca de investigación para estudiantes graduados de investigación y educación en agricultura sostenible del noreste, la Fundación para la Investigación en Alimentos y Agricultura (FFAR) y Vetagro SpA, un copatrocinador de la industria de FFAR. Fontoura es investigadora de FFAR.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell. Original escrito por Caitlin Hayes, cortesía de Cornell Chronicle. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
