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Aplicación de los Criterios de DCAD en la Prevención de Hipocalcemia en Vacas de Alta Producción
APLICACIÓN DE LOS CRITERIOS DE DIFERENCIAL CATIÓN
ANIÓN DE LA DIETA EN LA PREVENCIÓN DE HIPO CALCEMIA EN
VACAS DE ALTA PRODUCCIÓN
Rodrigo Abad G.
Estudiante del Máster Internacional en Nutrición Animal
Instituto Agronómico Mediterráneo de Zaragoza
Junio, 2010
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Aplicación de los Criterios de DCAD en la Prevención de Hipocalcemia en Vacas de Alta Producción
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………… 1
2. CONCEPTUALIZACIÓN DEL DIFERENCIAL CATIÓN ANIÓN DE LA
DIETA…………………………………………………………………………………………… 3
3. EFECTO DEL DIFERENCIAL CATIÓN ANIÓN DE LA DIETA EN EL
METABOLISMO ANIMAL……………………………………………………………………. 4
3.1 La bomba de sodio-potasio.………………………………………………………………... 4
3.2 La excreción renal de sodio y potasio……………………………………………………… 5
3.3 El equilibrio ácido-básico de la sangre…………………………………………………….. 5
3.4 La función renal…………………………………………………………………………….. 6
3.5 La respiración celular………………………………………………………………………. 6
4. EL DCAD EN LA PREVENCIÓN DE LA HIPO CALCEMIA……………………………. 7
5. MANIPULACIÓN DEL DCAD……………………………………………………………... 13
6. CONCLUSIONES…………………………………………………………………………… 17
7. REFERENCIAS………….………………………………………………………………… 18
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AGRADECIMIENTOS
A mi país Ecuador por invertir en su gente y apoyarme económica y moralmente en mi formación
académica.
Al Instituto Agronómico del Mediterráneo de Zaragoza por brindarme la oportunidad de participar
en el Programa de Nutrición Animal y por la formación de alto nivel que he recibido aquí.
A mis padres, hermanos y familiares, por su esfuerzo, amor y apoyo incondicional, durante mi
formación tanto personal como profesional.
A mis amigos y compañeros por los grandes momentos que compartimos.
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RESUMEN
En vista de los graves problemas directos e indirectos que representa la hipocalcemia en las
ganaderías de producción lechera, en el presente trabajo se recopiló diversas investigaciones
relacionadas al efecto del diferencial de los cationes y aniones de la dieta (DCAD), sus efectos en el
balance ácido base de la vaca y el potencial efecto de este balance en la prevención de la
hipocalcemia. Con el uso de DCAD negativos entre -100 y -150 mEq/Kg de MS, mediante el
incremento de sales anionicas como SO42-
y Cl- o la reducción de cationes especialmente de K y con
resultados diversos en el caso del calcio se logra bajar el pH metabólico, medidos en la sangre con
valores inferiores de 7,45 o en la orina con valores menores a 6,5. Lo que permite que los órganos
diana (riñón, huesos e intestino principalmente) de la Paratohormona (PTH) se muestren sensibles a
los estímulos de esta, activándose los mecanismos para mantener la homeostasis del calcio a nivel
sanguíneo. Evidenciándose este fenómeno principalmente a través del incremento de los niveles
de 1,25-dihydroxycolecalciferol [1,25(OH)2D3] o del incremento de la actividad osteoclástica a
nivel óseo. A nivel de campo se debe considerar los altos niveles de K que presentan los forrajes,
especialmente cuando son más tiernos y el suministro a priori de Mg en las raciones ya que muchos
alimentos no lo tienen en cantidades sufbicientes y por la importancia que ha mostrado en la
prevención de fiebre de leche, incrementando la sensibilidad de los órganos diana a la PTH, a pesar
de ser un catión.
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RÉSUMÉ
Compte tenu des problèmes direct et indirect représentés par une hypocalcémie dans les troupeaux
laitiers, dans la présente étude résume les recherches de divers travaux relatifs à l'effet différentiel
L des cations et anions dans l'alimentation (DACA), et ses effets sur l'équilibre acido-basique de la
vache et l'effet potentiel de cet équilibre dans la prévention de l'hypocalcémie. l´utilisation
du DACA négative entre -100 et -150 mEq / kg de MS, en augmentant les sels anioniques tels que
le SO 4 2 -
et Cl - ou la réduction des cations K particulier, avec des résultats variables dans le cas du
calcium est atteint par un abaissement du pH métaboliques mesurés dans le sang avec des valeurs
inférieures de 7,45 ou de l'urine avec des valeurs inférieures à 6,5 qui permet les organes cibles
(reins, les os et l'intestin principalement) de l'hormone parathyroïdienne (PTH) être sensible aux
stimulations De ce fait, l'activation des mécanismes pour maintenir l'homéostasie des niveaux de
calcium dans le sang, ce qui démontre ce phénomène principalement par des niveaux
accrus Dihydroxycolecalciferol 1,25 [1,25 (OH) 2D3] ou l'activité des ostéoclastes augmenté au
niveau de l'os. Au niveau du terrain devrait être considéré les niveaux élevés de K présentés dans
les fourrages, surtout quand ils sont plus tendres et fournir un besoin de Mg dans la ration que de
nombreux aliments n'ont pas en quantités suffisantes et pour l'importance qu'il a montré dans la
prévention de la fièvre de lait, ce qui augmente la sensibilité des organes cibles à la PTH, tout en
étant un cation.
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ABSTRACT
Considering of the serious direct and indirect problems that represents the fever of milk in the
livestock’s of milk production, in the presently work was gathered diverse investigations related to
the effect of the differential of the cationes and anions of the diet (DCAD), their effects in the
balance sour base of the cow and the potential effect of this balance on the prevention of the
hipocalcemia. With the use of DCAD negatives between -100 and -150 mEq/Kg of MS, by means
of the increment of salts anionicas like SO42-
and Cl- or the cationes reduction especially of K and
with diverse results in the case of the calcium is possible to lower the metabolic pH, measured in
the blood with inferior values of 7,45 or in the urine with smaller values at 6,5. Because the target
organs (kidney, bones and intestine mainly) they are shown sensitive to the stimuli of the
Paratohormona (PTH), being activated the mechanisms to maintain the homeostasis from the
calcium to sanguine level. There are evidenced of this phenomenon mainly through the increment
of the levels of 1,25-dihydroxycolecalciferol [1,25(OH)2D3] or of the increment of the activity
osteoclástica at bony level. In systems of feeding dairy cows grazing it should be considered the
high levels of K that present the forages, especially when they are more tender and the supply a
priori of Mg in the food ration because some foods don't have this mineral in enough quantities and
for the importance that has shown in the prevention of fever of milk, to increasing the sensibility
from the organs reveille to the PTH, in spite of being a catión.
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1. INTRODUCCIÓN
La intensificación de la ganadería Lechera ha centrado la atención en la selección de animales
cada vez más productivos, sin tomar en cuenta el desbalance que esto ocasiona en el
organismo animal y que se manifiestan principalmente en problemas metabólicos como la
hipocalcemia. La demanda de calcio para la producción de leche en el periparto crea una
disminución de los niveles de calcio de la sangre en la mayoría de la vacas, pero la salida
mamaria de calcio de la sangre causa solo un mínimo declive de calcio a nivel sanguíneo ya
que estas vacas responden al desarrollo de hipocalcemia con la secreción de la hormona
paratiroidea (PTH), con la consecuente activación celular para reabsorber calcio de la
filtración glomerular, y empezar la producción renal de la hormona 1,25-
dihydroxycolecalciferol [1,25(OH)2D3] necesaria para un eficiente absorción de calcio vía
intestinal. Estos mecanismos homeostáticos del calcio no funcionan suficientemente en
algunas vacas, lo que resulta en la condición de fiebre de leche (Goff, 2006).
Se estima que la incidencia de la paresia puerperal de forma general oscila entre un 0 y un
10% en sistemas ganaderos productores de leche (DeGaris y Lean, 2008). Roche y Berry
(2006) demostraron después del análisis de los datos de los últimos treinta años, que este
valor en sistemas de producción extensivos oscilaba entre un 2-3%; aunque hay que tener en
cuenta que la incidencia de la hipocalcemia subclínica en vacas de edad avanzada es de
aproximadamente el 50%; ya que la incidencia se ve incrementada en un 9% por cada
lactación (Horst et al., 2003; DeGaris y Lean, 2008). Además hay que considerar lo que
menciona Block en 1984 y lo ratifican Goff y Horst en 1997, la problemática de esta
enfermedad no solo se centra en sus efectos directos en la salud del animal, sino que también
tiene efectos indirectos sobre el mismo al estar altamente relacionadas a diversas
complicaciones como mastitis, cetosis, desplazamientos de abomaso, retención de placenta y
con una menor fertilidad.
Principalmente por ello es que se ha buscado algunas alternativas con miras a prevenir esta
enfermedad entre las que se contaba con la reducción de calcio en la dieta de vacas secas
antes del parto y la administración de vitamina D. Se creía que altos niveles de calcio en
dietas de preparto inhibían o mantenían inactivo el sistema PTH, lo que ocasionaba que el
animal al momento del parto no pudiera responder adecuadamente ante las crecientes
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demandas del calcio, pero en 1997 estudios conducidos en la USDA´s Centro Nacional de
Enfermedades Animal sugiere que la alcalosis metabólica, inducida por dietas con altos
niveles de K y Na reducen la sensibilidad a la PTH del tejido óseo y renal, causando una
inhabilidad de la vaca para mantener concentraciones adecuadas de calcio en la sangre.
Alimentar con dietas altas en calcio a las vacas no causa fiebre de leche, sugiriendo que la
vieja teoría, que dietas con altos niveles de calcio inhibía la secreción de PTH y
consecuentemente causaban fiebre de leche, fue inválida. Por lo tanto, la fiebre de leche
ocurre secundariamente a alcalosis metabólica inducida por dietas altas en cationes tales
como K o Na (Goff, 2006). En lo que respecta a la vitamina D, trabajos experimentales de
campo han mostrado una pobre eficacia de este método ya que para que la vitamina D cumpla
su función en la regulación del calcio en la sangre debe ser primero metabolizado a
1,25(OH)2D3, que al parecer el organismo de la vaca muy deficientemente lo realiza (Block
1984). El usar la estrategias de alimentar con dietas muy bajas en calcio (esencialmente una
dieta deficiente en calcio absorbible suministrara mucho menos calcio que lo que requiere la
vaca) para engañar a la glándula paratiroidea para que secrete PTH antes del parto, funciona
ya que la exposición prolongada de los tejidos a niveles elevados de PTH puede superar la
resistencia del tejido a la PTH que podría ser inducida por una dieta alta en K.
Desafortunadamente, estas dietas deficientes en calcio suelen ser difíciles de formular (Goff,
2006). Es por ello que ahora se ha centrado la atención en el manejo del balance iónico para
la prevención de la Fiebre de Leche.
El objetivo de este trabajo es enfocarse en el efecto del diferencial de los cationes y aniones
fijos de la dieta en el balance acido base de la vaca y el potencial efecto de este balance en la
prevención de la hipocalcemia.
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2. CONCEPTUALIZACIÓN DEL DIFERENCIAL ANIÓN CATIÓN DE LA DIETA
Dentro de diferencial anión catión existe una serie de términos que no son bien entendidos lo
que ha provocado la confusión en cuanto a cómo aplicar el concepto a raciones para ganado.
La mayor parte de la confusión radica en terminología mal definida.
El diferencial catión-anión (DCAD) de una dieta se describe de forma habitual en términos de
mEq (miliequivalentes)/Kg de Materia Seca (MS) y se refiere a la diferencia entre el número
de cationes y aniones presentes en la misma: DCAD = Nº cationes - Nº aniones
El DCAD se mide en mEq por unidad de materia seca del alimento tomando en cuenta el
peso molecular y la valencia de los iones. Hay que recordar que sólo una parte de la dieta
total de los aniones y cationes se utiliza para calcular DCAD. De hecho, si se incluyeron
todos los iones de los piensos, los aniones y cationes totales tendrían que ser en cantidades
equivalentes, para darnos un DCAD de cero, porque el alimento una vez que llega a los
tejidos vivos debe ser eléctricamente neutro. Lo que se utilizan son los llamados “Iones
fijos” mencionados por Block (1984) como iones biodisponibles que no son metabolizables,
a saber, Na+, K
+ y Cl
-. El balance de iones fijos juegan un rol macro en la determinación del
balance acido base en fluidos biológicos. Algunas investigaciones incluyen S, aunque el S no
es un ion fijo. Porque los sulfatos directamente acidifican los fluidos biológicos y pueden
alterar el balance acido base si se incluye como dietas altamente concentradas. Otro concepto
importante de confusión es que los aniones forman residuos ácidos (acidogénico) y los
cationes forman residuos alcalinos (alcalinogénico) en el organismo. Este concepto es
incorrecto. Por ejemplo, HPO4=
"hidroxidotrioxidofosfato(-2
)" y NH4+ “catión amonio”
ambos actúan como donadores de protones (bufer alcalino) siendo el uno un anión y el otro
un catión. De igual forma, no ocurren reacciones cuando Na+ o K
+ forman álcalis; sin
embargo, estos iones, asi como el Cl- y SO4
= indirectamente afectan la concentración de H
+
en el cuerpo vía sistema buffer, función renal y respiración celular. Por lo tanto, DCAD,
como se describe, no es quien determina las propiedades acidogenas o alcalogenas de un
alimento pero pueden afectar los procesos metabólicos en los animales por la absorción y
metabolismo de estos iones. Probablemente la participación indirecta de los iones en la
función renal, sistema buffer, y mantenimiento celular es responsable de los efectos
observados de alterar el balance de estos iones.
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3. EFECTO DEL DIFERENCIAL CATIÓN ANIÓN DE LA DIETA EN EL
METABOLISMO ANIMAL
Es bastante evidente el efecto del DACD en el estatus acido-base del animal como lo
manifiestan varios trabajos recopilados por Hu y Murphy en el 2004, y se representan en la
figura 1, en donde es indudable la relación entre el DCAD y el pH metabólico. En este rol el
balance de aniones y cationes probablemente es el principal, pero no es el único efecto en el
metabolismo animal.
Figura 1. Relación entre DCAD y el pH de la sangre Hu y Murphy (2004)
La influencia de los iones sobre los procesos metabólicos es compleja pero su conocimiento
es necesario para comprender el efecto que la alteración de la DCAD tiene sobre los
resultados productivos y estado sanitario de los animales.
3.1 La bomba de sodio-potasio
Prácticamente todas las células viven en un mismo medio, el liquido extracelular, razón por la
cual este recibe el nombre de “medio interno”. Para mantener este medio interno estable se
acoplan varios fenómenos biológicos (Gyton, 2001). Uno de esos mecanismos celulares, la
bomba de sodio-potasio, mantiene constantemente altos niveles de potasio y bajos niveles de
sodio dentro de la célula, el proceso requiere energía en forma de adenosín-trifosfato (ATP),
que según Block (1984) supone el 40% del gasto energético celular. La bomba de sodio-
potasio funciona constante e independientemente de otros procesos metabólicos. El transporte
de iones a través de la membrana celular se hace en conjunción con el transporte de glucosa
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al interior de la célula (figura 2). Considerando que la glucosa es la principal fuente de
energía celular, es obvio que la disminución de velocidad de la bomba impedirá que la célula
funcione a su máxima capacidad. Esto es particularmente importante en las células de la
glándula mamaria donde se requieren elevadas cantidades de glucosa para la síntesis de
lactosa. Es evidente que la presencia de un catión en exceso sobre el otro provocará una
reducción del mecanismo de bombeo, lo que ahorrará energía a la célula pero
simultáneamente obtendrá menor cantidad de glucosa, o aumentará la velocidad de bombeo
por encima del nivel óptimo con el consiguiente derroche de energía como lo menciona.
Figura 2. El Na+ K+ Mecanismo de la bomba ATP dependientes en la entrada de glucosa a
las células, Block (1984).
3.2 La excreción renal de sodio y potasio
En el riñón se conserva potasio a expensas de la eliminación de sodio. El exceso de un catión
frente al otro puede provocar deficiencia inducida. Por ejemplo, si el potasio se encuentra en
exceso, el riñón eliminará sodio creando una deficiencia a pesar de que el sodio se encuentre
en la ración en cantidades adecuadas. En esta circunstancia, un déficit de cloro agravará aún
más el problema ya que se requiere cloro para la eliminación renal de potasio en exceso.
3.3 El equilibrio ácido-básico de la sangre
En el intestino delgado se absorbe cloro, cuando está en exceso sobre el sodio, por
intercambio con el ión bicarbonato (HCO3-) para mantener la neutralidad eléctrica. Si la
presencia de sodio es insuficiente para permitir la absorción de cloro y sodio en cantidad
eléctricamente neutra, ocurrirá un excesivo paso de bicarbonato desde la sangre a intestino
para compensar la absorción de cloro, que creará un estado de acidosis metabólica.
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Alternativamente, existe la posibilidad de intercambiar el sodio ingerido por el ión hidrógeno
(H+) de la sangre cuando el sodio está en exceso sobre el cloro. Esta situación puede producir
alcalosis metabólica. De hecho, el efecto alcalogénico de un exceso de sodio puede afectar
negativamente a los animales si no está equilibrado con el cloro, esta situación es corriente
cuando se añade bicarbonato sódico (NaHCO3) a las raciones de vacas lecheras sin alterar el
aporte de sal (ClNa) para compensar el aporte extra de sodio.
3.4 La función renal.
La movilización de H+ en los túbulos proximales del riñón así como su excreción al filtrado
glomerular y la formación de amoniaco en los túbulos distales, depende de la reabsorción de
sodio para compensar eléctricamente la reabsorción de bicarbonato desde las células
tubulares a la sangre. Cuando existe acidosis leve en los fluidos extracelulares, los riñones
conservan bicarbonato por reabsorción, lo contrario es cierto en caso de alcalosis. Si el cloro
se encuentra en exceso en el filtrado glomerular, ocurrirá intercambio del mismo con el
bicarbonato intracelular para la absorción de Cl-Na+, en consecuencia se reduce el paso de
bicarbonato a la sangre. Por esto, un exceso de cloro impedirá que el organismo pueda
reabsorber bicarbonato para contrarrestar una situación de acidosis leve.
3.5 La respiración celular.
El principal tampón de la sangre es la sal potásica de oxihemoglobina (KHbO2) presente en el
interior de los eritrocitos. El dióxido de carbono producido en el metabolismo tisular
reacciona con agua para formar ácido carbónico (H2CO3) dentro de los eritrocitos. Parte del
ácido carbónico pasa al plasma y el resto reacciona con la sal potásica de oxihemoglobina
para formar bicarbonato con la liberación de oxígeno y potasio. El bicarbonato es
intercambiado por cloro presente en el plasma sanguíneo, formándose bicarbonato sódico en
el plasma y cloruro potásico en el interior de los eritrocitos, para mantener la neutralidad. La
reacción es reversible en el pulmón donde el cloro retorna a la sangre liberando al potasio que
forma nuevamente sal potásica de oxihemoglobina, el cloro neutraliza al sodio sanguíneo
liberado cuando el bicarbonato reentra a los eritrocitos para la eliminación del dióxido de
carbono. El desequilibrio de los iones puede originar alcalosis o acidosis por insuficiente
intercambio de bicarbonato y ácido a través de la membrana de los eritrocitos.
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4. EL DCAD EN LA PREVENCIÓN DE LA HIPO CALCEMIA
El mecanismo exacto por el cual el DCAD trabaja en la prevención de hipocalcemias no está
muy claro pero se sugiere que la reducción del pH metabólico asociada a dietas altas en
aniones y bajas en cationes incrementa la sensibilidad de los tejidos a la PTH. Esta
conclusión está basada en observaciones, realizadas por Horst et al. (1996), que al adicionar
aniones a la dieta incrementa la reabsorción ósea y se incrementa la síntesis de 1,25(OH)2D3
en vacas, teniendo en cuenta que estos procesos son controlados por la PTH, la producción de
1,25(OH)2D3 se refuerza en las vacas alimentadas con dietas anionicas. La baja sensibilidad
a PTH en fiebre de leche hace que la producción de 1,25(OH)2D3 sea inexistente o retardada,
este síndrome de producción retardada de 1,25(OH)2D3 ha ocurrido en vacas que sufrieron
recaídas de fiebre de leche (requiriendo infusiones intravenosas de Ca posteriores más de una
sola ocasión, se observo que en el plasma las concentraciones de 1,25(OH)2D3 no aumentaron
cuando las vacas presentaban hipocalcemia que se contraste con la contestación típica en una
vaca con fiebre de leche en la que el organismo del animal eleva la 1,25(OH)2D3 en
contestación a este desbalance como lo menciona Goff y Horst (1991) y que se demuestra en
la figura 3. Después de 24 a 48 h de severa hipocalcemia, estas vacas recayendo y empezaron
a producir 1,25(OH)2D3 en el futuro y se recuperaron, en el plasma las concentraciones de
PTH eran altas o un tanto más altas en estas vacas que recayeron con la fiebre de leche a
vacas que no reincidieron, porque PTH debe de haber estimulado producción renal de
1,25(OH)2D3. Estos datos sugieren que los riñones de las vacas que tienen la fiebre de leche
son temporalmente tercos al estímulo de PTH, aunque todavía indirectamente estos datos
apoyan la hipótesis de que los receptores de proteínas para PTH, en la superficie del hueso y
células del riñón responsable de reconocer PTH, pueden sub funcionar a pH de sangre altos.
Sin un receptor funcional, PTH no puede trabajar en los tejidos, y la homeostasis de Ca se
descompone. En apoyo de esta hipótesis existen estudios directos de sensibilidad de PTH en
las ratas y perros realizados por Beck (1976), qué indican que el hueso y quizás los tejidos
renales son tercos a los efectos de administró exógena de PTH en el estado alcalino y que el
estimulo de la PTH se refuerza durante la acidosis metabólica. Colectivamente, estos datos
sugieren que una causa subyacente mayor de fiebre de leche sea la alcalosis metabólica al
causar una incapacidad de los tejidos de la vaca para responder adecuadamente a PTH. Esta
falta de contestación reduce la habilidad de la vaca de utilizar el Ca guardado en el hueso, y
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la producción de 1,25(OH)2D3 ya que se necesitan para el transporte activo de Ca en el
intestino.
Figura 3. Relación entre los niveles de calcio en el plasma y de PTH Goff y Horst (1991)
Diversos estudios han demostrado que las situaciones que favorecen estados de alcalosis
metabólica reducen la reabsorción de calcio a nivel óseo en respuesta a la PTH (Bushinsky,
1996). Bajo condiciones normales, cuando el pH sanguíneo se aproxima a 7,35, la PTH y sus
receptores, situados en la superficie de las células del tejido óseo y renal, interactúan
siguiendo un modelo altamente específico en "llave-cerradura", permitiendo a la PTH
estimular a sus tejidos diana de una forma muy eficaz (Figura 5). En vacas alimentadas a base
de raciones con altas concentraciones en cationes, el pH sanguíneo se eleva produciendo un
cambio conformacional en la estructura de los receptores para PTH; de esta forma la
interacción entre estos y la propia hormona no es tan estrecha y por consiguiente menos
efectiva a la hora de ejercer su función hipercalcemiante, reduciendo la capacidad de las
vacas a reaccionar ante demandas repentinas de calcio, como es el caso del inicio de la
lactación (Goff, 2000; Bushinsky et al., 2001). Además, se produce un incremento en la
excreción neta de ácido mientras que la de bicarbonato (HCO3-) se mantiene, lo que se
traduce en una reducción del pH urinario (Vagnoni y Oetzel, 1998). Esta acidificación de la
orina se produce como consecuencia de la acidosis metabólica inducida por el consumo de
sales aniónicas, convirtiendo la medición del pH urinario en una valiosa herramienta para
evaluar la efectividad de las sales aniónicas. Un pH urinario por debajo de 6,2 es un buen
indicador de que la DCAD de la ración se encuentra entre los límites recomendados para
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prevenir la paresia puerperal hipocalcémica (Horst et al., 1997; Goff y Horst, 2003; Roche et
al., 2007).
Estas relaciones se representan en la figura 4 realizado por Wu (2006) y se muestran en la
tabla 1 con los resultados de un trabajo realizado por Liu et al (2006).
Figura 4. Relación entre el DCAD, el pH urinario (a), el pH de la sangre (b), el HCO3- en
sangre (c) y los niveles de Ca plasmático, Wu (2006)
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Tabla 1: Efectos de la dieta sobre la DCAD a nivel plasmático y el pH de la
orina, sangre y líquido del rumen, en vacas Holstein secas.
HDCAD MDCAD LDCAD
DCAD (mequiv. / kg MS) d 224 151 -265
Plasma Na (mmol / l) 136,2 ± 4,1 139,0 ± 1,4 140,07 ± 1,49
Plasma K (mmol / l) 3,76 ± 0,05 3,63 ± 0,09 3,48 ± 0,05
Plasma Cl (mmol / l) 101,7 ± 4,0 97,4 ± 0,4 104,9 ± 2,4
Plasma Ca (mmol / l) 2,38 ± 0,03 2,41 ± 0,03 2,18 ± 0,08
Plasma Mg (mmol / l) 0,83 ± 0,04 una 0,90 ± 0,02 b 0,97 ± 0,03 c
Plasma P (mmol / l) 1,91 ± 0,13 1,94 ± 0,12 1,81 ± 0,04
Plasma N de la urea (mmol / l) 5,14 ± 0,16 una 4,88 ± 0,10 b 6,42 ± 0,43 c
La sangre pH 7.95 ± 0.17 7,63 ± 0,06 7,35 ± 0,01
La orina pH 8,60 ± 0,04 una 7,41 ± 0,04 b 6,21 ± 0,04 c
Rumimal líquido pH 6,78 ± 0,12 una 6,45 ± 0,09 b 5,59 ± 0,20 c d DCAD se calculó mediante la ecuación DCAD = (0,38 Ca 2 + + 0.3 Mg 2 + + Na + + K + ) - (Cl - + 0,6 SO4
2 -) ( National
Research Council, 1989 ). HDCAD DCAD alto, MDCAD DCAD medio, LDCAD DCAD bajo.
Fuente: Liu et al 2006
Figura 5. Efecto del pH sanguíneo en la conformación del receptor de la PTH (Goff, 2000).
Por tanto, el problema fundamental en las vacas que padecen la hipocalcemia puerperal no es
una disminución en la concentración sérica de PTH, que se mantiene normal, sino una
disminución de la sensibilidad a la misma por parte de los tejidos diana (hueso, intestino y
riñón) (Husband, 2005; De Garis y Lean, 2008). Esta menor sensibilidad a la PTH por parte
de las células del riñón se traduce en una menor producción de 1,25(OH)2D3, el metabolito
verdaderamente implicado en la restauración de la calcemia ante demandas repentinas de este
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mineral. Todo esto implica niveles reducidos de calcio en plasma, lo que justificaría el
desarrollo de hipocalcemias, tanto clínicas como subclínicas (Goff et al., 1989).
El incremento de sales anionicas en la dieta de las vacas por lo tanto aumenta la sensibilidad
de los órganos diana a la PTH, este aumento de la sensibilidad a la PTH favorece el
mantenimiento de los niveles fisiológicos de calcio en sangre, actuando a tres niveles
distintos:
Riñón: Una de las acciones más relevantes de las dietas con un DCAD negativo es el
aumento de la sensibilidad de las células renales a la acción de la PTH. Este hecho se traduce
en un aumento de la actividad de la 1-α-hidroxilasa renal, enzima que regula la síntesis de
calcitriol, y en consecuencia, una mayor producción de este por unidad de PTH (Abu Damir y
col 1994, Phillipo y col 1994, Van Dijk y Lourens 2001). A pesar de que este tipo de dietas
pueden producir hipercalciuria; este aumento del contenido en calcio del filtrado glomerular
se reabsorbe por completo ante situaciones de gran demanda del mismo, como puede ser el
inicio de la lactación.
En el hueso favorece la liberación de calcio mediada por una estimulación de la reabsorción
osteoclástica (Horst et al., 1997; Kurosaki et al., 2007). También se aumenta la liberación de
cationes (principalmente calcio, sodio y potasio) para intentar mantener la homeostasis ácido-
base (Goff y Horst, 1998; Espino et al., 2003). La acidosis metabólica favorece, al mismo
tiempo, la liberación de cortisol, hormona que limita la neoformación y favorece la resorción
ósea (Maurer et al., 2003; Espino et al., 2005).
A nivel del tracto gastrointestinal, los animales alimentados con sales aniónicas muestran
una mayor absorción de calcio (Goff y Horst, 1998; Pherson et al., 1999; Roche et al., 2007).
Este aumento en la absorción intestinal de calcio sería resultado de la mayor concentración
sérica de calcitriol, el cual aumenta la capacidad de los enterocitos para transportar calcio de
manera activa desde el lumen del intestino hacia el torrente sanguíneo (Abu Damir et al.,
1994). Otro dato interesante sobre la acción de las sales aniónicas es que las vacas
alimentadas con estas sales muestran un aumento en el número de receptores para la vitamina
D en los enterocitos (Goff et al., 1991). Este hecho implica que estos animales van a mostrar
una mayor respuesta al calcitriol.
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Otras implicaciones del estado ácido-base en la homeostasis cálcica es que el hueso
representa el tejido más importante a la hora de actuar como amortiguador de los cambios en
el estado ácido-base que tienen lugar en el organismo. Cuando los animales se someten a
dietas acidificantes el pH sanguíneo desciende. El tejido óseo intenta amortiguar estas
situaciones de acidosis liberando cationes (principalmente Ca+2
) al torrente sanguíneo para
intentar elevar el pH sanguíneo a niveles fisiológicos normales. Este aumento de la calcemia
hace que también se produzca un incremento en las concentraciones de calcio iónico en los
fluidos extracelulares y que, por consiguiente, aumente la excreción renal de calcio (Goff y
Horst, 2003). La adición de sales aniónicas a la dieta de las vacas demostró que la acidosis
resultante de dichas dietas aumentaba la excreción urinaria de calcio de 0,1 g/día a 4,3 g/día
(Schonewille, 1995). De esta forma, en las vacas que consumen dietas acidificantes (dietas
aniónicas), en momentos donde existe una gran demanda de calcio, como por ejemplo el
inicio de la lactación, el calcio del filtrado glomerular (4-5 gramos/día) se reabsorbe por
completo, pudiendo ser utilizado para las diferentes funciones metabólicas (Schonewille et
al., 1999).
Por su parte el magnesio es esencial en la liberación de la hormona paratiroidea y en la
síntesis de 1,25-dihidroxicolecalciferol. En estados hipomagnesemicos, los riñones y los
huesos son menos sensibles a la hormona paratiroidea, como resultado de la síntesis reducida
de la mediación celular mensajeros adenilato ciclasa y la fosfolipasa C ( Sampson et al.,
1983 ; Goff, 2000 ). A pesar de que representa un catión dentro de la ración.
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5. MANIPULACIÓN DEL DCAD.
La prevención de fiebre de leche requiere que el pH de la sangre se reduzca para prevenir la
alcalosis metabólica, a través del incremento de los aniones fijos y la reducción de los
cationes fijos en la dieta. Para ello se han planteado diversas ecuaciones para medir el
DCAD.
La ecuación DCAD citado por Ender et al. (1962) y utilizada por Bloque (1984) es la
fórmula más comúnmente utilizada:
DCAD = (Na++ K
+) - (Cl
- + SO4
2- ) ecuación [1]
Esta ecuación posee una predicción conveniente, relativamente exacta del efecto de dieta en
el estado del ácido-base de sangre. Una limitación es que la ecuación ignora la contribución
que otros cationes dietéticos y aniones como Ca2+
, Mg2+
, y PO4 podrían llevar a cabo en el
equilibrio del ácido-base. La ecuación [1] también asigna la misma potencia de acidificación
a cada milliequivalent de Cl- y SO42-
en una dieta. Sin embargo, Cl- se absorbe a una
magnitud mayor que es SO42-
, haciendo al Cl- un acidificante más potentes de la sangre,
como lo muestran trabajos de Tucker et al. (1991).
Horst et al. (1997)recomendó incluirse otros aniones y cationes en la ecuación por lo que
propusieron la siguiente ecuación.
DCAD = (0,38 Ca 2 +
+ 0,3 Mg 2 +
+ Na + + K
+ ) - (Cl
- + 0,6 SO4
2- ) Ecuación [2]
La Ecuación [2] toma en cuenta las diferencias de la disponibilidad de cada uno de los
cationes dietéticos mayores o aniones basada en la eficacia media de absorción para cada uno
en las vacas lecheras NRC (1989), dónde Na+, K
+, y Cl
- se considera que son absorbidos con
100% eficacia. En esta ecuación, se toma en cuenta el mayor cambio en el pH de sangre por
parte del Cl- con respecto al SO42-
que sigue las evidencias experimentales de Tucker (1991).
También, la ecuación es muy buena en predecir por qué una sal como CaCl2 es un agente
acidificando eficaz pero NaCl tiene pequeño o ningún efecto en las perturbaciones del ácido-
base.
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Goff (2000) propuso una variante de esta ecuación basada en la capacidad de las diferentes
sales para acidificar la orina y recomendó:
DCAD = (0,15 Ca 2 +
+ 0.15 Mg 2 +
+ Na + + K
+ ) - (Cl
- + 0,25 SO4
2- + 0,5 P
3 -).
A raíz de la investigación de Spears et al. (1985) , quien estimó que la absorción de azufre en
el tracto gastrointestinal es del 60% de la ingesta dietética, Tucker et al. (1991) sugirió que:
DCAD = (0,38 Ca2 +
+ 0,3 Mg2 +
+ Na+ + K
+ ) - (Cl
- + 0,6 SO4
2- + 0,5 P
3-)
El pH de sangre puede reducirse agregando los aniones a la dieta o reduciendo el número de
cationes en la misma. Las fuentes normalmente usadas de aniones incluyen el Cl-y SO4
2-,
sales de Ca, amonio, y Mg. Las sales de fosfato normalmente no se han usado porque ellas
sólo acidificando débilmente; el fosfato está dejado de lado ya que su eficacia solo es
ligeramente mayor que el catión correspondiente. Ademas, a concentraciones altas, el fosfato
puede deprimir la síntesis renal de 1,25(OH)2D3 como lo menciona Tanaka (1973),
produciendo la fiebre de leche. El Azufre elemental está usándose en el campo como un
medio barato de incrementar el azufre dietético para influir en al DCAD, pero no se tiene
resultados apreciables, en cambio con el SO42-
si se observa una acidificación apreciable de
la sangre, posiblemente debido a que la mayoría del Azufre elemental de la dieta se excreta
con las heces porque es muy insoluble. Hay también, un riesgo de toxicidad de Azufre, por lo
que debemos tener mucho cuidado al momento de tomar esta decisión.
La suma de aniones en la dieta para reducir al DCAD normalmente está limitada debido a los
problemas con la palatabilidad de las fuentes anionicas de sal usadas. Si el DCAD de la dieta
es muy alto, >250 meq/kg, será particularmente difícil de agregar bastante sales anionicas
para bajar al DCAD a las recomendamos de -100 meq/kg de dieta sin experimentar los
problemas de palatabilidad. Sin embargo, el pH de sangre y por consiguiente, incidencia de
fiebre de leche, también puede reducirse quitando los cations de la dietas. Sin embargo, debe
tomarse precauciones para no reducir excesivamente los cationes de la dieta debajo de los
requisitos de la vaca, particularmente Na y Mg que pueden ser bajos en algunos alimentos
naturales. Goff y Horst (1997) han proporcionado evidencias directas de que las vacas
alimentadas con una dieta baja en K o en Na tienen una menor manifestación de fiebre de
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leche frente a aquéllos animales con dietas altas en K o Na. Este estudio demostró la utilidad
de reducir los cationes satisfaciendo los requisitos de una dieta para prevenir la hipocalcemia,
en lugar de optar por la suma de aniones solamente.
El catión presente en cantidad más altas en las dietas de rumiantes normalmente es el K+
provenientes de los forrajes usados en la alimentación de las vacas, por ejemplo, la alfalfa
que se da normalmente a las vacas de lechería como una fuente muy sabrosa de fibra y de
proteína. Sin embargo, la concentración de K de la alfalfa puede alcanzar las concentraciones
muy altas. Basados en el concepto del DCAD, el uso de alfalfa en la dieta de la transición de
la vaca seca se limitaría. Para utilizar la alfalfa en la dieta de la vaca seca, necesitaría tener
una concentración de K muy bajo. Todas las plantas deben tener el acceso a una cierta
cantidad de K para obtener el crecimiento máximo. Sin embargo la alfalfa, otras legumbres y
por lo menos algunas gramíneas son capaces de aumentar el K dentro de sus tejidos a
concentraciones que son muy altos para el crecimiento óptimo de la planta (el consumo de
lujo). La alfalfa contiene a menudo muchos niveles más altos de los de su requerimiento. Los
forrajes con las concentraciones altas de K son perjudiciales a la salud de la vaca de lechería
peri parturienta. El forraje inmaduro es más alto en K que el forraje más maduro. La
utilización de forrajes inmaduros con la finalidad de mejorar la calidad de los mismos por su
alta digestibilidad y mayores niveles de proteína, son perjudiciales para vacas de secano. Por
lo tanto la utilización de forrajes maduros es una estrategia para reducir el K de la dieta de las
vacas cercanas al parto.
Por otro lado se puede probar con dietas bajas en Ca. El calcio es un catión fuerte, la suma de
Ca a la dieta parecería aumentar el pH de la sangre que predispondría a las vacas a la
hipocalcemia. Muchos estudios probables y retrospectivos (Beitz, 1974) concluyeron que
dietas de prepartum altas en Ca estan asociadas con la incidencia aumentada de fiebre de
leche. Sin embargo, también existen evidencias que ese Ca dietético creciente no causa la
fiebre de leche y realmente puede ayudar prevenir la fiebre de leche, sobre todo en las dietas
con los aniones agregados. Por lo que los resultados con Ca, aun son muy variables. Las
vacas alimentadas con una dieta que es muy baja en Ca (10 a 20 g de Ca/d) cercanas al parto
no pueden reunir los requisitos de Ca para mantenimiento o el desarrollo de esqueleto fetal
(30 g de Ca/d) de la dieta. Como resultado, estas vacas están en un balance negativo de Ca
que resulta en la producción de PTH estimulante de la producción de 1,25(OH)2D3 antes del
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parto de la vaca (Green, 1981). Este proceso también activa los osteoclastos del hueso, el
hueso estimula la movilizacion de Ca, y activa la reabsorción del tubulo renal de Ca urinario.
Así, en los requerimientos de lactación, estos mecanismos de homeostasis de Ca están
activos, mientras previenen un declive severo en el plasma de la concentración de Ca en la
vaca.
El efecto negativo más importante de las sales aniónicas es la reducción de la ingesta de
alimento debido a su mala palatabilidad, en especial la de las sales de amonio (Vagnoni y
Oetzel 1998; Charbonneau, 2006). Durante el puerperio, las vacas experimentan reducciones
importantes en la ingesta de alimento; si a esto contribuye la mala palatabilidad de la ración,
debido a la adición de sales aniónicas, hace que se presente en estos animales un balance
energético negativo, puesto que las necesidades energéticas del animal no son satisfechas por
la ración. Cuando esto ocurre se produce un aumento de los niveles de ácidos grasos no
esterificados y triglicéridos de origen hepático, para intentar compensar el déficit energético.
El aumento de los NEFAs en sangre favorece la aparición de enfermedades metabólicas
como cetosis, desplazamientos de abomaso, mastitis y retenciones de placenta (Cameron et
al., 1998; VandeHaar et al., 1999; Mulligan y Doherty, 2008). Se ha demostrado que la
suplementación de la dieta con sales aniónicas, durante las tres semanas previas al parto,
hasta el punto de reducir la DCAD de la ración hasta -150 mEq/Kg de MS y un pH urinario
de 6, previene la mayoría de los casos de hipocalcemia puerperal; excepto en los animales
con gestaciones múltiples, este tipo de dietas no afectan de forma negativa, tanto a la ingesta
de alimento, como al balance energético de los animales. Al contrario, el aporte de raciones
con una DCAD = 0 mEq/Kg de MS y pH urinario de 7,3 tampoco afectan al metabolismo
energético de los animales que las consumen, pero tampoco se observó ningún beneficio en la
prevención de hipocalcemias.
De esta forma, la monitorización del pH urinario sería la herramienta más sencilla a la hora
de calcular la DCAD óptima para una ración en una determinada explotación; un pH urinario
aproximado de 6,5 es un buen indicador de que la DCAD de la ración se encuentra dentro de
un rango aceptable (Moore et al., 2000; Roche et al., 2007).
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6. CONCLUSIONES
El DCAD negativo (entre -100 y -150 mEq/Kg de MS) logra disminuir el pH metabólico, lo
que posibilita a la PTH actuar a nivel renal, digestivo y óseo, para mantener la homeostasis de
calcio en niveles adecuados en sangre y prevenir la hipocalcemia y sus efectos secundarios en
vacas productoras de leche.
Para lograr un DCAD negativo en la ración de vacas de preparto se puede optar por
incrementar las sales anionicas como el Cl- y el SO4
2- o limitar los cationes fijos de la dieta,
especialmente K que muestra un gran efecto en la aparición de fiebre de leche.
Junto con la aplicación del DCAD de la ración se debe considerar la suplementación
adicional de Mg y la regulación de los niveles de calcio en la dieta para obtener resultados
mucho más confiables.
A nivel de campo el pH de la orina es un buen indicador de la aplicación correcta de dietas
con DCAD negativo en vacas secas, un pH urinario aproximado de 6,5 es un buen indicador
de que la DCAD de la ración se encuentra dentro de un rango aceptable.
En vacas alimentadas con forraje se debe considerar los niveles de K de los mismos,
buscándose forrajes maduros, que no provengan de suelos fertilizados con altos niveles de K
o que por su propia naturaleza no tenga niveles elevados de K como el Kikuyo (Penisetun
clandestino) o la alfalfa (Medicago sativa).
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