Incidencia de patologías uterinas y fertilidad de vacas Holstein tratadas con selenio y vitamina E antes y después del parto

Incidence of uterine pathologies and fertility of Holstein cows treated with selenium and vitamin E before and after parturition

Luis Alonso Ruiz Juárez* Carlos F. Aréchiga Flores** Salvador Morales Roura* Oscar Ortiz González* Carlos G. Gutiérrez* Joel Hernández Cerón*

* Departamento de Reproducción, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México, 04510, México, D. F., Tel.: 5622–5860, fax: 5622–5935, correo electrónico: jhc@servidor.unam.mx

** Departamento de Reproducción, Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma de Zacatecas, Carretera Panamericana Fresnillo–Zacatecas, Km. 31.5, Apartado postal 9 y 11, C.P. 98500, Calera de Víctor Rosales, Zacatecas, Zacatecas, México.

Recibido el 6 de septiembre de 2007
Aceptado el 19 de noviembre de 2008.

Abstract

An antioxidant therapy based on vitamin E and selenium subcutaneous (sc) injections administered prior to and after parturition, was evaluated by measuring the incidence of uterine pathologies and fertility in lactating Holstein cows. Cows (n = 353) were randomly distributed into three groups: Group pre–postpartum (n = 122), cows received a sc injection of 50 mg Se and 680 IU vitamin E (10 mL of Mu–Se) on 60 and 21 days prepartum and 30 and 90 days postpartum; Group prepartum (n = 117) received a sc injection 21 days prior to parturition; control Group (n = 114), cows received sc injections of saline solution (SS, 10 mL) on 60 and 21 days prepartum and 30 and 90 days postpartum. Incidence of retained fetal membranes (RFM) in control Group (20.1%) was similar (P > 0.05) to prepartum Group (12.8%), but it differed (P < 0.05) from pre–postpartum Group (6.5%). The percentage of cows with haemorrhagic metritis (HM) was similar among groups (8.7%; P > 0.05). Proportion of cows with purulent metritis (PM) in control Group (37.7%) was similar (P > 0.05) to prepartum Group (33.3%), but reduced (P < 0.05) in pre–postpartum Group (23.7%). The global proportion of cows showing any of the evaluated pathologies was similar (P > 0.05) for control groups (44.7%) and prepartum Group (40.1%) but lower (P < 0.05) for pre–postpartum Group (27%). Pregnancy rate at 150 days postpartum (PP) was greater (P < 0.08) for pre–postpartum Group (70%) than control Group (58.9%). In conclusion, an antioxidant therapy based on vitamin E and selenium administration, 60 and 21 days prior to parturition and 30 and 90 days after parturition, reduces the incidence of uterine pathologies and improves pregnancy rate at 150 days postpartum in Holstein cows.

Key words: selenium, vitamin E, metritis, fertility, dairy cattle.

Resumen

Se evaluó el efecto de una terapia antioxidante basada en inyecciones de selenio y vitamina E, administradas antes y después del parto, en la incidencia de patologías uterinas y fertilidad en vacas Holstein. Se utilizaron 353 vacas, las cuales se asignaron al azar a tres grupos: Grupo pre–posparto (n = 122), las vacas recibieron una inyección sc de 50 mg de selenio y 680 UI de vitamina E (10 mL de Mu–Se) los días 60 y 21 preparto y 30 y 90 posparto; Grupo preparto (n = 117), las vacas recibieron una inyección similar al grupo anterior 21 días antes del parto; Grupo testigo (n = 114), los animales recibieron una inyección subcutánea de 10 mL de solución salina fisiológica los días 60 y 21 preparto, y 30 y 90 posparto. La incidencia de retención placentaria en el Grupo testigo (20.1%) fue similar (P > 0.05) al Grupo preparto (12.8%), pero difirió (P < 0.05) del Grupo pre–posparto (6.5%). La proporción de vacas con metritis hemorrágica fue similar entre grupos (8.7%; P > 0.05). El porcentaje de vacas con metritis purulenta en el Grupo testigo (37.7%) fue igual (P > 0.05) al Grupo preparto (33.3%), pero se redujo (P < 0.05) en el Grupo pre–posparto (23.7%). La proporción global de vacas con cualquiera de las patologías evaluadas fue similar (P > 0.05) entre las vacas de los grupos testigo (44.7%) y preparto (40.1%), pero fue menor (P < 0.05) en el Grupo pre–posparto (27%). El Grupo pre–posparto tuvo mayor (P < 0.08) tasa de gestación (70%) a los 150 días posparto que el testigo (58.9%). Se concluye que la administración de selenio y vitamina E los días 60 y 21 antes del parto y 30 y 90 posparto, reduce las patologías uterinas y mejora la tasa de gestación al día 150 posparto en vacas Holstein.

Introducción

En condiciones fisiológicas, alrededor de 2% del oxígeno utilizado en el metabolismo animal se convierte en especies reactivas de oxígeno.¹ Estas moléculas son removidas por varios sistemas bioquímicos presentes en las células y en los fluidos extracelulares. La producción excesiva de moléculas oxidantes y la deficiencia de sustancias antioxidantes conduce a su acumulación y al daño celular.² En los sistemas antioxidantes se encuentran el selenio y la vitamina E. El primero forma parte de la enzima glutatión peroxidasa (GSHPx), que se encarga de convertir peróxidos en agua, para evitar daños en las membranas celulares.^3,4 La vitamina E (a–tocoferol) es el principal antioxidante presente en las membranas celulares y mantiene la integridad de los fosfolípidos en contra del daño oxidativo y la peroxidación.⁵ La acumulación de especies reactivas de oxígeno puede ser causa de infertilidad pues pueden afectar la síntesis de hormonas esteroides,⁶ la tasa de fertilización⁷ y la calidad y el desarrollo temprano del embrión.^8,9

La administración parenteral de selenio y vitamina E se ha utilizado para tratar de disminuir los problemas reproductivos posparto y mejorar la fertilidad. Así, se ha observado que el tratamiento con selenio (50 mg) y vitamina E (680 UI) 21 días antes del parto, reduce la incidencia de retención placentaria e incrementa la fertilidad.^10,11 Asimismo, la administración de un tratamiento similar al día 30 posparto mejora la tasa de fertilidad.¹² En otros estudios no se ha observado ningún efecto favorable con tratamientos similares.^13–15 La respuesta a los tratamientos parenterales de selenio y vitamina E puede obedecer al contenido de selenio y vitamina E en la dieta y al grado de estrés oxidativo de las vacas incluidas en esos estudios, que depende principalmente de su capacidad de producción de leche. En los últimos 30 años la producción de leche se ha duplicado y con ello los requerimientos de antioxidantes.¹⁶ Además, la dieta ofrecida a las vacas lecheras puede ser deficiente en selenio, ya que en un estudio realizado en el altiplano de México se encontró que tanto el alimento como el suelo son deficientes en este elemento.¹⁷ No obstante que se aportan diferentes antioxidantes en la dieta, la vía parenteral es una estrategia práctica de protección contra el estrés oxidativo.^11,12 El objetivo de este trabajo fue determinar si el tratamiento antioxidante basado en inyecciones de selenio y vitamina E administradas antes y después del parto, disminuyen la incidencia de patologías uterinas y mejoran la fertilidad de vacas Holstein.

Material y métodos

Animales

El estudio se realizó en una explotación lechera ubicada en el municipio del Marqués, Querétaro, México. El clima se considera semiseco–templado, con lluvias en verano.¹⁸ El establo cuenta con 700 vacas en producción, los animales son ordeñados dos veces al día, y su promedio de producción fue de 9 815 kg de leche durante 305 días de lactancia. Se utilizaron 353 vacas gestantes de la raza Holstein (de dos a cinco partos). Los animales se seleccionaron 60 días antes de la fecha esperada de parto. En el hato no se tenían antecedentes de deficiencia de selenio. La dieta durante el periodo preparto y posparto fue formulada para proporcionar 0.3 ppm de selenio y 1 000 UI de vitamina E por vaca al día, de acuerdo con los requerimientos del National Research Council.¹⁹ El alimento fue ofrecido en forma integral y a libre acceso.

Las vacas fueron asignadas aleatoriamente en tres grupos, que recibieron los siguientes tratamientos: a) en el Grupo pre–posparto las vacas recibieron una inyección subcutánea de 10 mL de Mu–Se* equivalente a 109.5 mg de selenito de sodio (50 mg de selenio) y 680 UI de acetato de atocoferol, los días 60 y 21 antes de la fecha probable de parto, y 30 y 90 días posparto; la dosis se determinó de acuerdo con lo recomendado por el laboratorio para vacas adultas y que ha sido validada en otros estudios;^11,12 b) en el Grupo preparto las vacas recibieron una sola inyección subcutánea de 10 mL de Mu–Se, 21 días antes de la fecha probable de parto; c) en el Grupo testigo los animales recibieron una inyección subcutánea de 10 mL de solución salina fisiológica los días –60, –21, 30 y 90.

a) Retención de membranas fetales (RMF), cuando las membranas fetales no fueron expulsadas en las primeras 12 h después del parto; b) metritis hemorrágica (MH), cuando se observó exudado uterino de color café sanguinolento, consistencia líquida y olor fétido; c) metritis purulenta (MP), cuando había exudado uterino purulento, consistencia viscosa y coloración de blanquecina a amarillenta; d) puerperio anormal (PA), todas las vacas que presentaron cualquiera de las tres alteraciones: retención placentaria, metritis hemorrágica y metritis purulenta.

Las vacas que presentaron cualquiera de estas patologías (RMF, MH, MP) recibieron como tratamiento una infusión intrauterina de 50 mL de oxitetraciclina al 5% (2.5 g de oxitetraciclina), y posteriormente se revisaron cada semana hasta la desaparición del problema.

A partir del día 50 posparto, las vacas fueron observadas por un trabajador durante todo el día, para detectar la conducta estral. La inseminación artificial se realizó casi 12 h después del inicio del estro. Se utilizó semen de toros Holstein–Fresian con alta fertilidad. El diagnóstico de gestación se realizó mediante palpación rectal entre los días 45 a 60 después del servicio.

Análisis estadístico

La incidencia de retención de membranas fetales, metritis hemorrágica, metritis purulenta y puerperio anormal se analizó por medio de una prueba de Ji–cuadrada. La diferencia en la proporción de vacas gestantes durante los primeros 150 días posparto se evaluó por análisis de sobrevivencia.²¹

Resultados

La incidencia de patologías uterinas se muestra en el Cuadro 1. La proporción de vacas con retención de membranas fetales en el Grupo testigo (20.1%) fue similar (P > 0.05) al Grupo preparto (12.8%), mientras que en el Grupo pre–posparto se redujo (6.5%; P < 0.05). La proporción de vacas con puerperio anormal fue menor (P < 0.05) en el Grupo pre–posparto (27%) que en los grupos preparto (40.1%) y testigo (44.7%).

El Grupo pre–posparto mostró mayor tasa de gestación que el Grupo testigo (P < 0.08). Así, 70% de las vacas del Grupo pre–posparto se encontraba gestante al día 150 posparto, comparado con 58.9% del Grupo testigo.

El tratamiento con selenio y vitamina E los días 60 y 21 antes del parto y 30 y 90 posparto, redujo la incidencia de retención de membranas fetales y de metritis purulenta, y aumentó la proporción de vacas gestantes al día 150 posparto.

La etiología de la retención de membranas fetales en la vaca es multifactorial; están involucrados factores de naturaleza infecciosa, metabólica y nutrimental.²² El mecanismo por el cual la administración de selenio y vitamina E favorece la expulsión de membranas fetales después del parto no está completamente establecido. Se sabe que la retención de membranas fetales es una de las manifestaciones clínicas cuando existe deficiencia de selenio.²³ Asimismo, la retención placentaria está relacionada con un desbalance entre la producción y neutralización de las especies reactivas de oxígeno.^24,25 Se ha observado que los niveles de GSHPx en los placentomas de vacas con retención de membranas fetales son menores que en las vacas que eliminan normalmente la placenta.^26,27 También se ha encontrado que el selenio y la vitamina E favorecen la eliminación de la placenta a través del efecto que tienen en la actividad de los leucocitos, ya que el selenio y la vitamina E favorecen su función y su migración.^28,29 Además, los leucocitos son fuente importante de colagenasa²¹ y la actividad de esta enzima se encuentra reducida en vacas con retención de membranas fetales.^30,31 Así, el aumento de la actividad de la colagenasa favorecería el proceso de expulsión de la placenta después del parto.²²

La disminución de los casos de metritis purulenta se puede explicar, en parte, debido a que la retención de membranas fetales aumenta el riesgo de padecer esta afección,³² por lo que al disminuir la incidencia de dicha retención, se esperaría menor incidencia de metritis. Adicionalmente, el tratamiento con selenio y vitamina E ayudó a reducir los casos de metritis purulenta a través de su influencia en la capacidad de respuesta del útero a las infecciones. Se sabe que la deficiencia de selenio en el ganado lechero reduce la resistencia a las infecciones en general,^33,34 mientras que la complementación con este antioxidante incrementa la migración y la actividad de los leucocitos.²⁹

El número de vacas gestantes al día 150 posparto fue mayor en el grupo que recibió cuatro inyecciones secuenciales de selenio y vitamina E, que en el Grupo testigo. Existe evidencia de que la complementación con selenio y vitamina E el día 30 posparto incrementa los porcentajes de concepción en ganado lechero.¹² El efecto favorable del selenio y la vitamina E en la fertilidad puede ocurrir a diferentes niveles. Por un lado, la disminución de patologías uterinas posparto influye en el mejoramiento del ambiente uterino, lo cual favorece el desarrollo embrionario temprano.³⁵ Las inyecciones de selenio y vitamina E aplicadas los días 30 y 90 posparto favorecen la tasa de fertilización, ya que estas sustancias incrementan el transporte espermático;^7,36 por otro, los embriones durante las etapas tempranas de desarrollo son sensibles al estrés oxidativo.^37–39 En estudios in vitro se ha observado que los embriones bajo estrés oxidativo sufren un retraso en su desarrollo.^8,38 Así, el tratamiento con selenio y vitamina E posparto pudo favorecer la supervivencia embrionaria al evitar daños por exceso de sustancias oxidantes presentes en el ambiente uterino. Existe evidencia de que una terapia antioxidante similar a la evaluada en este estudio, basada en la administración de vitamina E y selenio antes y después del parto (–21, 0, 30, 60, 120 días) en vacas Holstein superovuladas, incrementa la calidad y el desarrollo de los embriones recolectados el día siete posterior a la inseminación.⁹ Los resultados en fertilidad observados aquí contrastan con los obtenidos por Paula–Lopes et al.,¹⁵ quienes no encontraron ningún efecto con un tratamiento basado en inyección de selenio y vitamina E, 21 días antes del parto, y dos inyecciones los días 30 y 80 posparto. Posiblemente la variación en los resultados entre estudios obedece a diferencias en las condiciones del clima, el grado de estrés oxidativo,^40,41 y el contenido de selenio y vitamina E en la dieta.

Por otra parte, el selenio es esencial para la función de la tiroides, como antioxidante en las células de la glándula o como regulador de la producción de la T3, además forma parte de al menos 30 proteínas, por lo cual sus efectos en la reproducción podrían ser mediados por diferentes mecanismos, muchos de ellos desconocidos.⁴²

Los resultados obtenidos en el Grupo pre–posparto contrastan con los obtenidos en el Grupo preparto, en el cual una sola inyección de selenio y vitamina E 21 días antes del parto no tuvo efecto en la incidencia de patologías uterinas ni en la fertilidad. Estos resultados difieren de estudios previos realizados en las décadas de 1980 y 1990, en los que un tratamiento similar antes del parto redujo la incidencia de retención placentaria y metritis,^{10,11,43–45} y una inyección el día 30 posparto mejoró la fertilidad.¹² La falta del efecto positivo de una sola inyección de selenio y vitamina E se debe a que esta dosis resulta insuficiente para cubrir las demandas de antioxidantes de las vacas incluidas en el estudio, lo cual contrasta con el efecto positivo cuando las vacas recibieron dos inyecciones antes y dos después del parto. El metabolismo oxidativo es mayor en las vacas altas productoras debido al elevado consumo de energía metabolizable necesario para la síntesis y secreción de la leche, así como para su mantenimiento.⁴⁶ El presente estudio se realizó en un hato integrado por vacas altas productoras, las cuales recibieron sus requerimientos de selenio y vitamina E en la dieta de acuerdo con lo señalado por el NRC.¹⁹ El efecto favorable con cuatro inyecciones de selenio y vitamina E y la falta de efecto con una sola inyección, indica que hay diferencias en las necesidades de antioxidantes de las vacas actuales, que tienen mayores niveles de producción. El tratamiento antes del parto con una sola inyección de selenio y vitamina E se ha utilizado en los últimos 15 años como tratamiento de rutina; sin embargo, los resultados de este estudio indican que se deben investigar nuevos protocolos para su administración parenteral.

Los resultados de este estudio permiten concluir que la administración de selenio y vitamina E, los días 60 y 21 antes del parto y 30 y 90 posparto, reduce la incidencia de patologías uterinas y mejora la tasa de gestación al día 150 posparto en vacas Holstein.

Agradecimientos

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* Intervet Schering–Plough Animal Health,México.