INTRODUCCIÓN
La mayor población de ganado bovino en Perú es criada en la sierra, región geográfica que comprende zonas montañosas de altitudes muy variadas que van desde los 500 a 6768 msnm y que se caracteriza por tener valles interandinos, mesetas altiplánicas y montañas (Pulgar-Vidal, 1987). Algunas características de este medio ambiente son la baja presión parcial de oxígeno, los grandes rangos de variación térmica diaria y estacional y la alta radiación, entre otras (Ayón y Cueva, 1998).
En altitudes por encima de los 3300 msnm se desarrolla la crianza de bovinos criollos, los que representan el 64% de la población bovina de Perú (INEI, 2012). Se les considera como animales muy rústicos y adaptados a dicho entorno ambiental; sin embargo, presentan bajo rendimiento productivo (Quispeet al., 2014; Quispe, 2016). Este hecho ha generado la introducción de animales especializados en producción lechera, mayor-mente de raza Brown Swiss, habiéndose observado un incremento del 145.8% en su población entre 1994 y 2012 (INEI, 1994, 2012). Estos animales, si bien han crecido, producido y reproducido en los Andes peruanos, no están exentos de padecer problemas relacionados a su crianza en zonas de gran altura (Valenzuela et al., 2017).
Es conocido que los bovinos desarrollan el llamado «mal de altura» al ser expuestos a altitudes por encima de 2500 msnm, síndrome que se caracteriza por una marcada hipertensión arterial pulmonar e insuficiencia cardiaca derecha que puede llevar a la muerte (Holt y Callan, 2007; Valenzuela et al., 2017). El desarrollo de la hipertensión arterial se atribuye a la vasoconstricción de las arteriolas pulmonares al ser expuestas a bajas presiones parciales de oxígeno del aire inspirado, condición que se puede exacerbar en ambientes con bajas temperaturas (Holt y Callan, 2007).
Con la finalidad de poder predecir si un determinado animal es susceptible a desarrollar este síndrome se han evaluado diversos procedimientos y técnicas, siendo el más usual, la medición de la presión arterial pulmonar (PAP) (Newman, 2011; Wuletaw et al., 2011). También suele evaluarse parámetros hematológicos como indicadores de la respuesta fisiológica ante condiciones de baja presión parcial de oxígeno, donde se estimula la producción de eritropoyetina y la subsecuente eritropoyesis (Claxton y Ortiz, 1996). La policitemia es considerada como un mecanismo compensatorio para mejorar el aporte de oxígeno a los tejidos (Ocampo, 2004), la cual es una característica resaltante en el proceso de aclimatación de humanos que radican en ambientes de gran altitud (Monge y León-Velarde 1991; Jefferson et al., 2002; Heinicke et al., 2003); sin embargo, la alta concentración de glóbulos rojos y el elevado valor de hematocrito (Ht) han sido asociados con el incremento de la presión arterial con los subsecuentes problemas cardiovasculares (Vogel et al., 2003). Por otro lado, los valores de hemoglobina (Hb) por encima de 21 g/dl indicarían el padecimiento de mal de altura crónico en aquellas personas que radican en grandes alturas (Aregui et al., 1990).
En especies domesticas como ovinos y bovinos criados en ambientes de gran altitud se han observado valores hematológicos elevados de Ht, recuento de glóbulos rojos (RGR) y Hb en comparación con aquellos en animales criados en ambientes de baja altitud (Monge y Leon-Velarde, 1991; Claxton y Ortiz, 1996; Tibbo et al., 2004; Cuba, 2014; Sharma et al., 2015). Por otro lado, en especies domésticas como la alpaca se observan valores hematológicos relativamente bajos cuando se encuentran expuestos en ambientes de gran altitud, pero valores de RGR y concentración de hemoglobina corpuscular media (CHCM) relativamente altos y con amplia variación (Foster et al., 2009; Escalante, 2017; Tallacagua y Mamani, 2017), a diferencia de lo que ocurre en yaks (Bos grunniens), bóvidos adaptados a ambientes de gran altitud que presentan RGR más bajos y CHCM altos (Barari et al., 1995).
El presente estudio tuvo como objetivo evaluar las características hematológicas básicas de poblaciones de bovinos criollos yBrown Swiss criados en ambientes de gran altitud y compararlas con bovinos que padecen de mal de altura y con bovinos Brown Swiss criados en entorno de baja altitud.Además, se analizaron las correlaciones fenotípicas entre las características hematológicas para generar una ecuaciónde regresión lineal paraestimar la concentración de Hb a partir de alguna otra característica hematológica.
MATERIALES Y MÉTODOS
Lugar de Estudio
Se tomaron muestras de sangre de bovinos criados en las zonas altoandinas de Ancash, Apurímac, Cusco, Pasco y Puno (Perú), situadas entre 3123 y 4309 msnm y en zonas bajas de las regiones de Lima y Cusco (Perú) situadas entre 243 y 1306 msnm. Las condiciones climatológicas en las zonas altas de la sierra, tomando como referencia a la provincia de Espinar en Cusco, fueron de 16.9 ºC durante el día y -1.2 ºC durante la noche, con un rango de temperatura mínima de -13 a +6.4 ºC y máxima entre 14.2 y 19.2 ºC, y una precipitación pluvial de 750 mm. El ambiente de baja altitud referencial fue Lima, con temperatura promedio anual de 19.2 ºC (16.2 -26.4 ºC) y precipitación pluvial de 16 mm (SENAMHI, 2019.
Los análisis de las muestras, dependiendo de la procedencia, fueron realizadas en el laboratorio de fisiología animal de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad NacionaldeSanAntonioAbaddeCusco yenel Instituto de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad Nacional Agraria La Molina en Lima.
Población y Muestra
Se identificaron varias poblaciones de bovinos criollos y Brown Swiss machos y hembras de condición aparentemente sana y de edad diversa, criados entre los 3213 y 4309 msnm. Se seleccionó un grupo (n=184) al que se denominó bovinos criollos de zonas altas (CRIZA) y un grupo (n=126) de animales Brown Swiss de zonas altas (BSZA). Además, se formó un tercer grupo de individuos Brown Swiss (n=11) en este ambiente que manifestaron mal de altura (BSMA). Por último, se identificó un cuarto grupo (n=31) de bovinos criados entre 243 y 1306 msnm, denominados como Brown Swiss de zonas bajas (BSZB).
Se colectaron 6 ml de sangre de la vena caudal en tubos al vacío conteniendo 10.8 mg de anticoagulante K2EDTA. Las muestras fueron conservadas a 5 ºC hasta su evaluación. En el caso del ganado bovino criollo, las muestras fueron colectadas entre diciembre y mayo, meses con mayor abundancia y mejor calidad de pastizales naturales. En el caso de los bovinos Brown Swiss el muestreo se realizó durante todo el año debido su manejo semiestabulado, el cual implica empleo adicional de forrajes en su alimentación.
Análisis Hematológicos
Recuento de glóbulos rojos (RGR)
Se diluyó un volumen de 20 µl de sangre en 3980 µl de solución salina fisiológica. Se homogenizó y se extrajo 15 µl que se colocaron sobre la cámara de Neubauer para el recuento de células en cinco recuadros de la cámara central, usando un microscopio de contraste de fase. El promedio de recuento de ambas cámaras fue multiplicado por un factor de dilución de 10 000. Los valores fueron expresados en millones por microlitro.
Recuento de glóbulos blancos (RGB)
Se diluyó un volumen de 20 µl de sangre en 380 µl de solución Turk (2 ml de ácido acético glacial, 1 mL de violeta de genciana al 1% y 97 ml de agua destilada). Se homogenizó y se extrajo 15 µl que se colocaron sobre la cámara de Neubauer para el recuento de células en las cuatro cámaras externas, usando un microscopio de contraste de fase. El promedio de recuento de ambas cámaras fue multiplicado por un factor de dilución de 100. Los valores fueron expresados en miles por microlitro.
Hematocrito (Ht)
Se depositó sangre homogenizada en un tubo capilar y se centrifugó a 10 000 rpm por 5 min. La determinación del Ht se hizo mediante observación directa con la ayuda de una regla de medición. El valor se expresó en porcentaje.
Análisis Estadístico
Los valores porcentuales obtenidos fueron transformados con la función de raíz cuadrada del arcoseno, luego se efectuó un análisis de correlación de Pearson entre las características de estudio de forma general y para cada grupo y un análisis de regresión entre Hb y Ht.
Las significancias de las diferencias observadas en las correlaciones se efectuaron mediante la transformación de los coeficientes de correlación a coeficientes Z de Fisher y el empleo de la Q de Cohen con un nivel de significancia del 0.05.
Para el análisis de varianza entre grupos evaluados se usó un modelo de arreglo factorial 4 x 2 x 3, cuya representación lineal es:Yijk=µ+Ti+Sj+Ck+(T*S)ij+(T*C)ik+(S*C)jk+ eijk, donde: Yijk es la variable respuesta; µ es la media general; Ti es el efecto del i-esimo grupo de animales (BSMA, BSZA, CRIZA, BSZB); Sj es el efecto del jesimo sexo (macho, hembra); Ck es el efecto de la k-esima condición corporal (2, 3, 4); (TxS)ij es la interacción entre el i-esimo grupo de animales y el j-esimo sexo; (TxC)ik es la interacción entre el i-esimo grupo de animales y la k-esima condición corporal; (SxC)jk es la interacción entre el j-esimo sexo y la kesima condición corporal y eijk es el residual. Para la comparación de medias se usó prueba de LSD. En todos los análisis se empleó el programa R v. 3.6.0.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Correlación entre Variables Hematológicas
La correlación existente entre Ht y Hb, tuvo un valor general de 0.92 (p<0.01), pero en el caso específico de los bovinos BSZB y CRIZA fueron de 9 y 3% más bajas que el valor general (Cuadro 1). Las diferencias observadas entre los grupos evaluados fueron significativas (p<0.05), salvo aquella observada entre bovinos BSZA y CRIZA (Cuadro 2), lo que implica que el comportamiento de la correlación entre Hb y Ht es la misma en ambos grupos de animales.
1 p<0.05; 2 p<0.01
Ht: Hematocrito; RGR: Recuento de glóbulos rojos; RGB: Recuento de glóbulos blancos, Hb: Hemoblogina; VCM: Volumen corpuscular medio; HCM: Hemoglobina corpuscular media; CHCM: Concentración de hemoglobina corpuscular media
En general, las correlaciones encontradas fueron más altas que las obtenidas por Turkson y Ganyo (2015) quienes obtuvieron un valor medio de 0.74. Es sabido que de forma indirecta se puede calcular la concentración de Hb usando el valor de Ht multiplicándolo por 3 (Bain y Bates, 2011), haciéndose esto por la relativa facilidad para determinar el Ht respecto a la determinación directa de Hb (Quintó et al., 2006). Por tanto, tomando en consideración el alto grado de correlación existente entre estas variables, se estimó el valor de Hb usando diferentes fórmulas, las cuales no difieren en gran medida, teniendo además, altos coeficientes de determinación ajustados, salvo para el caso de las formulas halladas para BSZB (Cuadro 3).
También se pudo determinar una correlación general de 0.71 entre RGR y Ht, observándose además una amplia diferencia en el valor de la correlación, cuando se analizaron las poblaciones específicas, sobre todo paraBSMAyBSZB.Además,se obtuvouna correlación de 0.63 con rangos de variación amplios entre Hb y RGR, siendo menor el valor obtenido para CRIZA (Cuadro 1). No se hicieron evaluaciones de regresión, dado que no presentan correlaciones que estén por encima de las observadas entre Ht y Hb, además de que la posibilidad de determinar el RGR requiere de equipos automáticos, semiautomáticos o del empleo de microscopios y cámaras de recuento celular lo que implica una inversión mayor en tiempo y recursos, respecto al tiempo requerido para el proceso de centrifugación de tubos capilares con las muestras de sangre.
Estudio Comparativo de Variables Hematológicas
En general se observaron claras diferencias ente los grupos evaluados (Cuadro 4). Los resultados promedios de los bovinos BSZB fueron similares o estuvieron dentro de los rangos reportados como referenciales para bovinos criados en ambientes de baja altitud (Lumsden et al., 1980; Borges et al., 2011; Kessell, 2015), pero algo superiores para los valores de Ht y VCM comparados con muestras de bovinos Jersey criados a 160 msnm (Ocampo, 2004). Por tanto, los valores encontrados serían considerados como normocíticos, normocrómicos y sin policitemia.
ES: error estándar
Letras diferentes en la misma fila muestran diferencias significativas (p<0.01)
Ht: Hematocrito; RGR: Recuento de glóbulos rojos; RGB: Recuento de glóbulos blancos, Hb: Hemoblogina; VCM: Volumen corpuscular medio; HCM: Hemoglobina corpuscular media; CHCM: Concentración de hemoglobina corpuscular media
Los resultados de RGR, RGB, Ht y Hb en bovinos BSMA fueron mayores que en los otros grupos evaluados (p<0.01).Además, los valores fueron más altos que los reportados por Cuba (2014) para animales con la misma condición sanitaria; sobre todo en Ht, Hb y RGR; observándose claramente la condición de policitemia y de ligera hipocromía, ello pese a haberse observado un incremento marcado en la concentración de Hb. Sin embargo los valores de VCM y CHCM, aunque más altos que los reportados por Cuba (2014), fueron similares a los observados en BSZB en este estudio, estando ambas características dentro de los rangos considerados como normales para bovinos (Roland et al., 2014; Kessell, 2015).
Los bovinos BSZA y CRIZA tuvieron valores de RGR, Hb, VCM y CHCM dentro de los rangos considerados como normales (Kessell, 2015). No obstante, los valores de Ht y Hb fueron más altos que los observados en animales criados entre 3100 y 3320 msnm (Claxton y Ortiz, 1996; Ocampo, 2004) y menores en RGR y CHCM (Ocampo, 2004), aunque similares a valores promedios observados en animales criados a 4000 msnm (Cuba, 2014). Estos valores son considerados como normocrómicos y normocíticos, sin policitemia, aunque hay animales que presentan valores extremos. En ese sentido, se esperaba que los bovinos criollos, al ser considerados animales adaptados o mejor aclimatados a ambientes alto andinos, tuvieran valores hematológicos no muy diferentes a los observados en bovinos BSZB, sin embargo, estos fueron similares a bovinos BSZA y fueron más altos que los reportados en bovinos Simien que son considerados como un tipo de bovino europeo adaptado a entornos de gran altitud en Etiopía (Wuletaw et al., 2011), considerando que la altitud promedio en la que se criaron estos animales fue de 3500 msnm.
Varios bovinos BSZA y CRIZApresentaron valores hematológicos dentro de los rangos expresados por bovinos BSMA. Ello motivó la formación de dos subgrupos con animales incluidos en el decil superior, considerando al Ht como patrón de referencia por tener correlaciones altas con Hb y RGR. Los dos subgrupos BSZA y CRIZA con valores hematológicos extremos (BSZAVE) (CRIZAVE) se compararon con el grupo de bovinos BSMA (Cuadro 5). Los subgrupos mostraron promedios de Ht, RGR y RGB similares entre ellos, pero inferiores a los obtenidos por bovinos BSMA (p<0.01). Los valores de Hb fueron similares entre los tres grupos. Los BSZAVE y CRIZAVE tuvieron valores de VCM, HCM y CHCM similares entre ellos, pero más altos al promedio de los BSMA (p<0.01). Esta condición ubicaría a los dos subgrupos como policitémicos, con ligera hipocromía, pero su VCM indica que sus glóbulos rojos tienen volúmenes mayores a los observados en BSMA. Se podría inferir que los valores hematológicos extremos de este grupo de animales podrían deberse a un efecto de eritropoyesis acelerada, como respuesta ante el estímulo hipóxico (Aguilo, 2001).
ES: error estándar
Letras diferentes en la misma fila muestran diferencias significativas (p<0.01)
Ht: Hematocrito; RGR: Recuento de glóbulos rojos; RGB: Recuento de glóbulos blancos, Hb: Hemoblogina; VCM: Volumen corpuscular medio; HCM: Hemoglobina corpuscular media; CHCM: Concentración de hemoglobina corpuscular media
CONCLUSIONES
Se encontró una alta correlación entre hematocrito (Ht) y hemoglobina (Hb), siendo mayor en bovinos con «mal de altura» (BSMA), lo cual permitió desarrollar ecuaciones lineales para estimarlas.
No se observaron diferencias hematológicas entre bovinos criollos (CRIZA) y Brown Swiss (BSZA) criados en zonas altoandinas (3213 y 4309 msnm), excepto para el recuento de glóbulos rojos y el volumen corpuscular medio.
Se observaron amplias variaciones en variables hematológicas en bovinos CRIZA y BSZA, llegando algunos valores a ubicarse dentro de los rangos expresados para bovinos BSMA.
Valores hematológicos promedio en bovinos BSZA y CRIZA con valores de hematocrito extremos fueron diferentes a los promedios de bovinos BSMA, excepto la concentración de Hb.
Los valores promedio de glóbulos rojos y blancos y de Ht en bovinos BSMA fueron más altos que los demás grupos, porlo que podrían considerarse como indicadores de susceptibilidad ante condiciones de hipoxia por altitud.