Introducción

La hipocalcemia subclínica (HS) se presenta en las vacas lecheras en las primeras 48 horas posparto, principalmente. La frecuencia aumenta en las vacas con mayor número de partos (^{Reinhardt et al, 2011}). Algunas vacas permanecen con HS por un periodo más largo (^{Salgado et al, 2014a}, ^b). Las vacas que presentan concentraciones séricas de calcio (Ca) mayores a 2.1 mmol/L también registran concentraciones más bajas de ácidos grasos libres (AGL). Esto indica que la hipocalcemia predispone a otros problemas de balance energético (^{Reinhardt et al, 2011}). Las vacas con hipocalcemia subclínica, definida como una concentración sérica de Ca menor a 2.0 mmol/L en al menos una muestra dentro de los primeros 3 días posparto, presentan concentraciones más altas de ß-hidroxibutirato (BHB) y de AGL después del parto, así como una mayor incidencia de metritis, menor tasa de preñez y un mayor intervalo parto-concepción (^{Martinez et al, 2012}). La hipocalcemia subclínica, las altas concentraciones de BHB y AGL, así como la deficiencia de vitamina E, selenio y otros minerales disminuyen la capacidad del sistema inmune, el cual se requiere para una adecuada expulsión de la placenta (^{Kimura et al, 2006}). La retención de la placenta incrementa el riesgo de metritis y endometritis, las cuales afectan de forma negativa diversos parámetros reproductivos (^{Curtis et al, 1983}; ^{Martinez et al, 2012}).

La prostaglandina F2 alfa (PGF2α) juega un papel muy importante en el mecanismo de expulsión de la placenta después del parto. Las vacas que presentaron retención de placenta tuvieron una menor concentración de PGF2α en los cotiledones en comparación con las vacas sin retención de placenta (^{Leidl et al, 1980}). En el estudio de ^{Wischral et al (2001}), las concentraciones de PGF2α y PGE1 aumentaron en la primera hora posparto en las vacas que no tuvieron retención de placenta. Por otro lado, las vacas que se trataron con inhibidores de la síntesis de prostaglandinas en las primeras horas posparto, retuvieron la placenta (^{Chassagne y Barnouin, 1993}).

El mecanismo por el cual las prostaglandinas evitan la retención placentaria y mejoran la salud uterina no se ha explicado totalmente. Se ha postulado que parte de ese mecanismo es un aumento en la contracción uterina. Sin embargo, se ha observado que la PGF2α también aumenta la actividad fagocítica de los neutrófilos de la mucosa uterina e incrementa diversas citosinas que estimulan la función inmune (^{Lewis y Wulster-Radcliffe, 2006}), pero este mecanismo aún no se comprende bien.

^{Welch (1997)} describió un síndrome de hiperproducción de prostaglandina E en niños, quienes presentan hipercalciuria y mayor concentración sérica de calcitriol y de Ca. Estudios en ratas han mostrado que la administración de PGE2 incrementa la síntesis de calcitriol (^{Yamada et al, 1983}). En conejos, tanto in vitro como in vivo, se ha demostrado que la administración de PGE1 también incrementa la síntesis de calcitriol (^{Velásquez-Forero et al, 2006}). En cultivos de células renales de pollo, se ha observado que tanto la PGE1 como la PGF2α incrementan la conversión de calcidiol en calcitriol (^{Treschel et al, 1980}).

La deficiencia en la síntesis o acción del calcitriol se ha citado como una de las principales causas de la hipocalcemia en las vacas lecheras (^{Goff et al, 1989}; ^{Goff et al, 1991}). En bovinos, hasta donde sabemos, no existe ningún estudio que explore el efecto de la PGF2α en la síntesis de calcitriol. Es probable que esta prostaglandina incremente la concentración de calcitriol y este fenómeno tenga un efecto positivo en la concentración sérica de Ca en las primeras horas posparto en las vacas lecheras, lo que podría explicar, en parte, el mecanismo de acción de la PGF2α sobre los parámetros reproductivos.

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la administración de PGF2α en las primeras horas posparto en la concentración sérica de Ca, P, Mg, metabolitos de la vitamina D y parámetros reproductivos en vacas lecheras.

Material y métodos

Este trabajo se realizó en un rancho comercial de 3 200 vacas Holstein, con una producción promedio de 10 845 L por lactación, cerca de la ciudad de Torreón, Coahuila, México. Las vacas se alojaron en el mismo corral antes y después del parto, donde recibieron una dieta integral y agua ad libitum (Cuadro 1).

Cuadro 1 Ingredientes y composición química de las dietas de pre y posparto 

PC = proteína cruda, FDN = fibra detergente neutro, ENL = energía neta de lactación, DBAC = diferencia balance catión-anión usando la fórmula: (Na + K) - (Cl + 0.6 S) en miliequivalentes por Kg de materia seca.

Ochenta vacas multíparas con una condición corporal (CC) de 3.25 a 3.5 al momento del parto, se seleccionaron y se agruparon de forma aleatoria en 2 grupos. Se excluyeron las vacas que presentaron distocia. A las vacas del grupo 1 (n = 38) se les administró intramuscularmente el análogo sintético de PGF2α, cloprostenol sódico, a una dosis de 500 µg (2 mL) a la primera hora y a las 48 horas posparto. La dosis y frecuencia de la aplicación se basaron en trabajos previos de ^{Ortega et al (2013)}. A las vacas del grupo 2 (n = 42) no se les administró ningún tratamiento. Se tomaron muestras de sangre para obtener suero a través de la vena coccígea mediante tubos al vacío sin anticoagulante (Monoject ® Argtech, Inc., Manfield, Ma, USA) en 10 animales de cada grupo, antes de la aplicación de la PGF2α y a las 3, 12, 24 y 48 horas después del parto y a los 7 d posparto. Las muestras de sangre se centrifugaron a 1 200 g por 10 minutos en la primera hora después del muestreo. Las muestras de suero se conservaron en viales de plástico y se congelaron a -20 °C hasta su análisis. Se registró la incidencia de retención de placenta, metritis, endometritis y el número de días abiertos.

La retención de placenta se definió como la dificultad de eliminar la placenta en las primeras 24 horas posparto. La metritis se caracterizó por una secreción vaginal fétida de color rojo-café, con signos clínicos de enfermedad en los primeros 20 d posparto. La endometritis se definió como la presencia de secreción vaginal purulenta en los días 20 a 50 posparto. Todos los procedimientos se realizaron según los lineamientos establecidos por el Comité Institucional de Uso y Cuidados de los Animales de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia (FMVZ) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Resultados

La Figura 1 muestra las concentraciones de Ca, P y Mg obtenidas en los momentos de muestreo. Se observó una interacción tiempo x tratamiento para la concentra­ción sérica de Ca, que aumentó al séptimo día posparto en las vacas tratadas con el análogo sintético de PGF2α, comparado con las vacas testigo (P < 0.05). El porcentaje de vacas con hipocalcemia subclínica se muestra en el cuadro 2. No se observó ningún caso de hipocalcemia clínica (paresia posparto).

Figura 1 Concentraciones séricas de Ca, P y Mg en vacas lecheras tratadas con 500 µg de cloprostenol sódico 1 y 48 horas posparto y testigo (n = 10) (media ± DE). La interacción tiempo x tratamiento fue significativa para la concentración de Ca (P < 0.05). Medias con literales distintas en los grupos al mismo tiempo de muestreo son estadísticamente diferentes (ajuste por Bonferroni; P < 0.05). 

Cuadro 2 Porcentaje de casos de hipocalcemia subclínica (Ca sérico < 2 mmol/L) observados en vacas lecheras Holstein testigo vs tratadas con 500 µg cloprostenol sódico a las 1 y 48 horas posparto 

Ni la aplicación de la PGF2α ni el tiempo de muestreo afectaron las concentraciones de P, Mg (Figura 1) o calcidiol (Figura 2) (P > 0.05).

No se encontraron diferencias entre el grupo tratado y el de testigo con respecto a la concentración de calcidiol (Figura 2). En la concentración sérica de calcitriol se encontró un efecto de interacción tiempo x tratamiento (P < 0.05) (Figura 2). La concentración de calcitriol aumentó a las 48 horas y 7 d después del parto con respecto a la primera hora posparto en el grupo tratado con PGF2α. En contraste, en el grupo testigo, la concentración sérica de calcitriol aumentó a las 24 y 48 horas después del parto con respecto al primer muestreo; sin embargo, a los 7 d posparto la concentración retornó a los valores previos (P < 0.05) (Figura 2).

Figura 2 Concentraciones séricas de calcitriol y calcidiol en vacas lecheras tratadas con 500 µg de cloprostenol sódico a las 1 y 48 horas postparto (n = 10) y testigo (n = 10) (media ± DE). La interacción tratamiento x tiempo fue significativa (P < 0.05) para la concentración sérica de calcitriol. Medias con literales distintas son estadísticamente diferentes (ajuste por Bonferroni; P < 0.05). 

No hubo diferencia estadística entre los grupos para las variables retención de placenta (P = 0.15), metritis (P = 0.15) y endometritis (P = 0.8) (Figura 3).

Figura 3 Porcentaje de casos de retención de placenta, metritis y endometritis en vacas lecheras Holstein tratadas con 500 µg de cloprostenol sódico a las 1 y 48 horas posparto (n = 38) y testigo (n = 42). 

La media y la mediana de días abiertos fue de 94.66 ± 4.4 y 98, respectivamente, en el grupo tratado con cloprostenol sódico, y de 107.9 ± 4.9 y 100.5 en el grupo testigo. El análisis de supervivencia mostró una diferencia estadística entre los tratamientos (P = 0.02; Figura 4).

Figura 4 Porcentaje acumulado de concepción en vacas lecheras tratadas con 500 µg de cloprostenol sódico a las 1 y 48 horas posparto (n = 38) y testigo (n = 42). Las curvas son significativamente diferentes (P = 0.02), de acuerdo con la prueba de Log Rank. 

Discusión

El incremento en las concentraciones de calcio en las vacas tratadas con PGF2α es el resultado esperado con respecto a los experimentos realizados en ratas, conejos, pollos y en niños con el síndrome de hiperproducción de prostaglandina E. Hasta donde los autores saben, no existe ningún trabajo similar en bovinos con el cual se puedan comparar estos resultados.

En investigaciones realizadas en ratas con PGE2 (^{Yamada et al, 1983}), en conejos con PGE1 (^{Velásquez-Forero et al, 2006}) y en niños con síndrome de hiperproducción de PGE1, la síntesis de calcitriol y la excreción urinaria de Ca aumentaron, mientras que la concentración sérica de Ca permaneció estable. Por otro lado, las concentraciones de Ca aumentaron en un estudio in vivo cuando se empleó PGE1 en conejos (^{Velásquez-Forero et al, 2006}). La discrepancia entre estos resultados quizá radica en las diferentes concentraciones y necesidades específicas de cada especie y la dosis y frecuencia de aplicación de la prostaglandina.

En este estudio, realizado con vacas con hipocalcemia subclínica, fue posible ver un aumento en las concentraciones séricas de Ca a los 7 d posparto en las vacas tratadas con PGF2α. Como se muestra en el cuadro 2, el número de casos de hipocalcemia subclínica fue menor a los 7 d posparto en las vacas tratadas con PGF2α que en las vacas del grupo testigo (P = 0.03). A las 3 y 48 horas se observó una tendencia a un menor número de casos de hipocalcemia subclínica (P = 0.08). Estos resultados respaldan el efecto positivo de la PGF2α sobre las concentraciones séricas de Ca, aunque se requiere un mayor número de vacas y dosis más altas para una mejor evaluación. Las concentraciones de Ca sérico en las vacas tratadas con PGF2α incrementaron al séptimo día posparto. Para obtener estas concentraciones de Ca en los primeros días posparto sería posible administrar la PGF2α varios días previos al parto; sin embargo, esto incrementa el riesgo de retención de placenta, por lo que lo indicado sería iniciar la administración de la PGF2α solo después del parto.

Las concentraciones séricas de P y Mg se mantuvieron sin cambios durante todo el tiempo del muestreo entre los grupos. Este resultado es muy interesante, ya que, fisiológicamente, las concentraciones de P disminuyen cuando las concentraciones de Ca son bajas (^{Kojouri, 2003}) y en este estudio las concentraciones de P no disminuyeron, a pesar de la hipocalcemia que presentaron las vacas. Este mecanismo se debe a que cuando hay hipocalcemia se estimula la producción de parathormona (PTH); esta ejerce un mecanismo de intercambio en el riñón, mediante el cual se retiene Ca y se secreta P, lo que provoca la disminución de las concentraciones de P en la sangre, además de la secreción conjunta de ambos minerales hacia el calostro (^{Kojouri, 2003}).

Recientemente se ha descrito la participación del factor de crecimiento fibroblástico-23 (FGF-23) como un importante regulador del metabolismo del P, de tal manera que cuando las concentraciones de P aumentan, la secreción de FGF-23 también aumenta. Esta molécula inhibe la síntesis de PTH y activa la enzima 1a hidroxilasa necesaria para la conversión de calcidiol en calcitriol (^{Shimada et al, 2004}). A nivel de la glándula paratiroides, el aumento en la concentración de calcitriol también inhibe la síntesis de PTH, como lo demuestran ^{Krajisnik et al (2007)} en cultivos de células de paratiroides bovina, a nivel renal. Por el contrario, el FGF-23 inhibe la enzima 1a hidroxilasa y, como resultado, disminuye la producción de calcitriol (^{Fukumoto et al, 2002}). En este estudio no se observó una disminución de las concentraciones de P; incluso se puede advertir que en el grupo tratado con cloprostenol sódico, las concentraciones de P aumentaron ligeramente a las 12 y 24 horas posparto. El mecanismo por el cual esto ocurre es difícil de explicar, debido a que la concentración de calcitriol fue más alta en el grupo testigo a las 12 y 48 horas posparto.

Las concentraciones de calcitriol aumentaron a las 24 y 48 horas en el grupo testigo; este resultado contrasta con lo esperado. En cultivos celulares de pollo con PGE1 y PGF2α, se ha observado que las concentraciones de calcitriol aumentan (^{Treschel et al, 1980}). En conejos, tanto in vitro como in vivo, la administración de PGE1 diariamente durante 20 días aumenta la conversión de calcidiol en calcitriol (^{Velásquez-Forero et al, 2006}).

Los resultados de este experimento no sostienen la hipótesis de que la PGF2α incrementa la concentración de calcitriol sérico en vacas lecheras con la dosis y a la frecuencia utilizada. Se requiere mayor investigación con dosis más altas y mayor número de aplicaciones. Las concentraciones de calcidiol fueron similares en ambos grupos y en todos los tiempos de muestreo; esto indica que el tratamiento no tuvo ningún efecto en el metabolismo de este precursor del calcitriol.

No es posible comparar este resultado, ya que hasta donde es del conocimiento de los autores, no existen reportes en la literatura en los que se mencione algún efecto de la PGF2α o PGE1 en la síntesis de calcidiol en bovinos u otras especies.

En los últimos años, se ha discutido sobre cuáles son las concentraciones séricas normales en humanos, aunque este valor aún no está bien definido. Las concentraciones de calcidiol en las vacas de este estudio fueron mayores que las concentraciones normales reportadas en humanos. Aunque no hay investigaciones que establezcan las concentraciones normales en bovinos, la alta exposición a la radiación solar en la región donde se realizó el presente estudio sugiere que las vacas no tienen deficiencia de calcidiol (^{Salgado et al, 2014a}).

El aumento en la concentración de Ca y la no disminución de las concentraciones de P en las primeras horas posparto en las vacas tratadas con PGF2α a pesar de que tuvieron menores concentraciones de calcitriol, podría explicarse también por un incremento en el número de receptores de vitamina D (RVD), los cuales, a su vez, elevarían la eficiencia de la acción del calcitriol para la absorción intestinal de Ca y P.

En humanos con hipercalciuria idiopática, se ha observado que los niveles de calcitriol son normales; sin embargo, existe una mayor absorción intestinal de Ca e hipercalciuria debido a una mayor expresión de RVD (^{Favus et al, 2004}). Los principales factores que estimulan la expresión de estos receptores son el Ca y el calcitriol (^{Carrillo-López et al, 2009}), por lo que un ligero aumento en la concentración de calcitriol y Ca después de la aplicación de PGF2α podría estimular la mayor eficacia en la acción del calcitriol. Se requiere diseñar estudios para ver si estos cambios suceden en vacas lecheras, lo que ayudaría a entender el mecanismo de acción y demostrar con mayor certeza la utilidad de esta medida de prevención de la hipocalcemia.

El número de casos de retención de placenta, metritis, endometritis y número de días abiertos no fue estadísticamente diferente entre los grupos, aunque numéricamente se advirtió, en todos los casos, un mejor comportamiento en las vacas del grupo tratado. Este resultado se podría deber al número de animales utilizados para este trabajo, ya que ^{Ortega et al (2011)}, quien manejaron un mayor número de animales (n = 180), sí encontraron diferencias estadísticas entre los animales tratados y los testigos.

El uso de PGF2α en las primeras horas posparto es controversial, ya que tradicionalmente se ha pensado que su mecanismo de acción es a través de la lisis del cuerpo lúteo, lo que ocasiona una disminución de los niveles de progesterona (^{Lander-Chacin et al, 1990}). Sin embargo, en los primeros días posparto no existe ningún cuerpo lúteo sobre el cual pudiese actuar la PGF2α.

En un experimento realizado con ovejas intactas y ovariectomizadas y tratadas con progesterona exógena, se observó que la susceptibilidad uterina ante un desafío experimental con Arcanobacterium pyogenes y E. coli fue menor en las ovejas tratadas con PGF2α, independientemente de la ausencia o presencia de progesterona, por lo que se cree que la PGF2α tiene efectos inmunomoduladores directos (^{Lewis et al, 2006}).

El aumento en las concentraciones de Ca provocado por la acción de la PGF2α en conjunto con la acción directa de la PGF2α podrían explicar, en parte, los efectos inmunes positivos y la prevención de metritis y retención de la placenta anotados en algunos estudios.

La administración de PGF2α incrementó el número de vacas gestantes, lo cual elevó la curva acumulada de supervivencia. ^{Ortega et al (2012)} mostraron que la aplicación de cloprostenol sódico a las 12 y 48 horas posparto reduce la incidencia de la retención de la placenta, acorta el intervalo del parto al primer estro e incrementa la tasa de preñez al día 90 posparto. Estos resultados son similares a los de nuestro estudio. El mecanismo por el cual la PGF2α tiene efectos positivos sobre la reproducción es difícil de explicar aún. ^{Meléndez et al (2004)} advierten que los parámetros reproductivos de vacas con metritis tratadas con PGF2α mejoran: probablemente el efecto de la PGF2α sobre el sistema inmune mejora la salud uterina y la fertilidad (^{Lewis et al, 2006}).

Conclusión

La administración de PGF2α en la primera hora y a las 48 horas posparto incrementa la concentración de Ca, disminuye los casos de hipocalcemia subclínica al día 7 posparto y reduce el número de días abiertos en vacas lecheras. Asimismo, este tratamiento podría usarse para prevenir problemas reproductivos en vacas lecheras.