FotoCa: un nuevo dispositivo para detectar vacas con hipocalcemia subclínica

Marta Miranda, a la izquierda, junto a dos compañeros del grupo de investigación

La hipocalcemia es una enfermedad metabólica que tiene un fuerte impacto en la salud de la vaca en el postparto, afectando al rendimiento productivo y reproductivo del rebaño, siendo por tanto de vital importancia su control para garantizar la viabilidad económica de las explotaciones lecheras.

“Los bajos niveles de calcio en sangre son un problema habitual en las ganaderías. Depende un poco de cómo se manejen las vacas en el período seco, pero en las granjas europeas y de EEUU el 50% de las vacas tienen hipocalcemia subclínica a partir de la segunda lactación, porque el riesgo de hipocalcemia va aumentando con las lactaciones por desgaste y pérdida de calcio óseo. En primer parto no es frecuente que haya este problema”, explica Marta Miranda, catedrática del Departamento de Anatomía, Producción Animal y Ciencias Clínicas Veterinarias de la Universidad de Santiago.

La prevalencia es alta, ya que hoy en día más del 50% de las vacas sufren hipocalcemia subclínica

El grupo de investigación en Medicina Animal (IMedA) al que pertenece ha desarrollado un dispositivo point of care para medición de calcio en granja. “Poder medir el nivel de calcio a pie de vaca es de gran ayuda para detectar y tratar animales con hipocalcemia subclínica”, indica.

Es fundamental una intervención temprana para que la recuperación de la vaca sea efectiva y no derive en complicaciones asociadas, para lo que se requiere un método de diagnóstico rápido, fiable y económico. “Ya existen equipos de laboratorio fiables y equipos portátiles para usar en granja, pero son caros, ya que su coste está entre 20 y 30 euros por muestra, por lo que no se usan de forma habitual”, aclara.

La única forma de detectar las hipocalcemias subclínicas es mediante un análisis de sangre

Por eso, la ventaja de FotoCa, el dispositivo desarrollado por el equipo del Campus Terra, radica en que permite una medición a pie de vaca de forma sencilla y barata mediante un fotómetro multiespectral.

El método consiste en la extracción de una pequeña cantidad de sangre de la vaca, la separación de suero sanguíneo, su mezcla con los reactivos para la disolución de la muestra y la medición en un dispositivo portátil que está basado en el Fotometrix de Xuvenciencia, el programa impulsado por la USC para fomentar la ciencia entre los más jóvenes.

El método colorimétrico elegido simplifica el análisis y reduce su coste, pero no está exento de algunas particularidades. “Hemos tenido que suprimir las interferencias de la hemoblobina mediante un sistema multicomponente. Empezamos estudiando dos reactivos diferentes que reaccionan con el calcio presente en la muestra, el método Zincon y el método Arsenazo III, y nos decantamos por el segundo por la estabilidad de las disoluciones. El Zincon puede tener también interferencias de otros elementos presentes en la sangre y que pueden provocar un cambio de color que nos puede llevar a equívocos”, detalla Marta.

El protocolo de seguimiento veterinario de la granja debería incluir la monitorización de hipocalcemia en las vacas en el cuarto día postparto

Con el método ya validado, surge el problema de extraer la cantidad exacta de sangre, ya que “la parte de la disolución es una parte muy crítica para calcular la concentración exacta de calcio”, indica. “Para ello tuvimos que idear un sistema práctico para poder sacar la cantidad necesaria y poder hacer la extracción con una sola mano, diseñando un extractor con un adaptador”, añade.

Con este protocolo de extracción de sangre el equipo de la Facultad de Veterinaria propone la monitorización de las vacas en el cuarto día tras el parto, introduciendo esta dinámica en la rutina de la granja dentro de los protocolos de seguimiento veterinario postparto.

Programa de Transferencia

El desarrollo del dispositivo FotoCa ha sido uno de los seis proyectos seleccionados para formar parte del Programa de Activación a la Transferencia de Conocimiento del Campus Terra, que busca poner a disposición del sector los frutos de la investigación realizada en la Universidad.

“Ya se han realizado los primeros contactos con empresas farmacéuticas del sector interesadas en el desarrollo y comercialización del dispositivo”, avanza Marta, haciendo posible de este modo su llegada al mercado y su uso en granjas comerciales, que se beneficiarían de estos avances.

Queremos que sea un dispositivo de bajo coste de unos 3 euros por muestra

“Queremos que sea un dispositivo de bajo coste. Lo ideal sería que el coste quedara en unos 3 euros por vaca, similar al de otras muestras, como las que se usan para detectar la BHB, que ronda los 3,2€, pero el reto es el coste porque es el factor limitante a día de hoy”, detalla.

Una detección eficaz de la hipocalcemia subclínica permite atajar a tiempo los riesgos de trastornos asociados al parto. La reducción del calcio conlleva a una disminución de la función inmune y de las contracciones del músculo liso, pudiendo derivar en metritis. Además, bajos niveles de calcio sanguíneo en los 4 días siguientes al parto incrementan el riesgo de otras patologías como desplazamiento de abomaso o mamitis.

Factores de riesgo

La hipocalcemia es un trastorno metabólico frecuente en bovinos que afecta a las vacas en los días cercanos y posteriores al parto. Durante las etapas finales de la preñez y la lactancia temprana se produce un aumento significativo en la demanda de calcio en vacas lecheras, lo que resulta en una disminución de los niveles de calcio en la sangre.

Vacas gordas a partir del tercer parto, más proclives a tener hipocalcemia

Como factores de riesgo intrínsecos a la propia vaca se encuentran la edad, número de partos, obesidad y alta producción. Hay más riesgo en vacas de más edad, a partir de 2-3 partos y en vacas gordas y una alta producción de leche que genera una fuerte demanda de calcio.

Sintomatología

La hipocalcemia clínica, también conocida como fiebre de la leche, se manifiesta en forma de inquietud, debilidad, disminución del apetito y en casos más graves (reducción aguda de los niveles de calcio en sangre) vacas tumbadas incapaces de levantarse.

Los bajos niveles de calcio en sangre pueden presentarse de forma clínica (por debajo de 1,5 mmol/litro) o subclínica (entre 1,5 y 2 mmol/l)

Pero en el caso de la hipocalcemia subclínica, los animales que la sufren son asintomáticas, por lo que la única manera de saber si una vaca están sufriendo hipocalcemia subclínica es analizando la concentración de calcio en sangre, mediante un análisis serológico, dentro de los primeros 1 a 2 días posteriores al parto.

Tratamiento

Ante la presencia de una vaca con fiebre de leche y tumbada, se debe administrar solución de Ca por vía intravenosa, algo que sólo puede hacer el veterinario. Sin embargo, para el tratamiento de la hipocalcemia subclínica está  indicado el uso de Ca por vía oral (bolos), que mantiene niveles más elevados de Ca en sangre 20, 24 y 36 horas después del tratamiento.

La suplementación con calcio en todas las vacas que paren, además de un gasto innecesario, puede ser contraproducente

La hipocalcemia es uno de los problemas más frecuentes en vacas lecheras de alta producción, ya que más de la mitad de los animales padecen esta carencia tras el parto, pero ante las dificultades para detectar los casos subclínicos la decisión de muchas granjas hoy en día consiste en administrar bolos de calcio por sistema, aunque Marta considera equivocada esta estrategia. “La suplementación con calcio en todas las vacas que paren puede ser contraproducente, además de las pérdidas económicas que supone tratar animales que no lo necesitan”, advierte.

Por eso, poder discriminar qué vacas son realmente las que necesitan el bolo de calcio de las que no permitiría afinar en el tratamiento. “A veces es difícil establecer el punto de corte, pero en este caso aunque tengamos algún falso positivo no sería relevante, porque hoy estamos tratando al 100% de las vacas y lo importante sería descartar a ese 50% que estamos tratando sin tener por qué”, argumenta.

Consecuencias

La hipocalcemia puede desencadenar múltiples procesos patológicos como consecuencia de la pérdida de inmunidad y los problemas para la contracción muscular del rumen (desplazamiento de abomaso), del útero (metritis), del esfínter del pezón (mamitis).

La hipocalcemia altera las respuestas fisiológicas y metabólicas de las vacas en el período de transición tras el parto. En el útero después del parto, unos niveles bajos de calcio dan lugar a una menor contracción de las paredes de la matriz, favoreciendo la retención de placenta. También provoca una menor involución uterina dando lugar a menor expulsión de los loquios del parto, siendo un caldo de cultivo para la proliferación de todo tipo de agentes microbianos y la aparición de metritis.

Con bajos niveles de calcio la contracción muscular se encuentra disminuida y la inmunidad reducida

La hipocalcemia es un factor estresante para el animal, lo que provoca un aumento de cortisol en sangre entre 7 y 10 veces superior a los niveles normales, dando lugar a la inmunosupresión de la vaca, incrementando el riesgo de enfermedades de tipo infeccioso como metritis o mamitis. Del mismo modo, la reducción de ingesta de materia seca puede dar lugar a un balance energético negativo en el postparto y la aparición de cetosis.

Los bajos niveles de calcio sanguíneo impactan negativamente en la contracción de la musculatura lisa y el cierre del canal del pezón post-ordeño, por lo que el riesgo de mamitis aumenta

El canal del pezón es una estructura anatómica que se cierra tras el ordeño para prevenir la entrada de bacterias patógenas a la ubre, por lo que el retraso en el cierre del canal del pezón incrementa el riesgo de desarrollar infecciones. Después del ordeño, el canal del pezón se cierra por la contracción de los músculos alrededor del esfínter del pezón. El calcio es un mineral crucial para la actividad contráctil y la formación de la queratina.