ESTRÉS - eliasnutri · mecanismos de compensación del organismo permite conservar la...

ESTRÉS

Ph.D. Elias Salvador T. FMVZ-UNICA

PhD Elías Salvador T.Profesor de Nutrición Animal - FMVZ-UNICA

INTRODUCCIÓN

Nutrición clásica

Formula o Receta Cuantificar

PrevenciónInnovación (evidencia)


GENESIS• 85 to 90% of performance gains are due to genetic selection. 10 to 15%

are the consequence of improvements in nutrition and other managementpractices (Havenstein et al., 2003).

• Selection for growth rate and feed efficiency has resulted in negativeeffects: reduced resistance to disease (Emmerson,1997; Leshchinsky andKlasing, 2001) and increased susceptibility to heat stress, which adverselyaffect the welfare and productivity (Lara and Rostagno, 2013).

• Selection for more effective immune responses results in diminishedgrowth and egg production (Mashaly et al., 2000; Klasing, 2004).

Alto potencial metabólico = menos resistentes


CONSECUENCIAS• Desarrollo del TGI y órganos (corazón, pulmón, bolsa de Fabricio, bazo),

no acompañan al crecimiento de los tejidos osteomusculares.• Las prácticas de manejo intensivo actuales agravan esta situación

ocasionando enfermedad clínica.• En el galpón interactúan distintos factores de tensión, las aves responden

con una variedad de mecanismos de adaptación no específicos mediantelos cuales tratan de mantener el estado de homeostasia amenazado.

• Perdida de rusticidad y capacidad de adaptación al medio ambiente, setraduce en pérdidas económicas por la presentación de enfermedades

Mayor exigencia metabólica = más sensible a padecer cuadros de estrés


Estrés = reducción bienestar & desempeño

ESTRESStress describes an animal’s defense mechanisms, and thus a stress stimulus (stressor) is anysituation that elicits adaptive responses (Selye, 1936). Any combination of conditions in whichbirds live may act as a stressor. For instance, CLIMATIC (EXTREME HEAT and cold, high humidity),environmental (poor ventilation, bright light, wet litter), nutritional (shortages of nutrients, feedintake problems), physical (catching, immobilization, injection, transport), social (overcrowding,poor body weight uniformity), PHYSIOLOGICAL (RAPID GROWTH, PROCESS OF MATURINGSEXUALLY), psychological (fear, harsh caretakers, noise), and pathological (exposure to infectiousagents) conditions may induce a state of stress in an animal, thereby reducing welfare andperformance (Freeman, 1987; Scheele, 1997; Feltenstein et al., 2003; Cheng and Muir, 2004,Corzo et al., 2005), immunologic Stress

Estrés = mecanismo de defensa

Estresor = respuesta adaptativa

el ave debe aclimatarse al estresante para preservar la homeostasisPh.D. Elias Salvador T. FMVZ-UNICA

ESTRÉS FISIOLOGICO

Klasing (1992)

Productividad de huevos y carne demanda alta intensidad metabólica


CASCADA DE REACCIONES• When the threshold level of stress is crossed, it results in stress syndromes that are classified into

neurogenic (stage of alarm reaction), endocrine mediated (stage of resistance of adaptation), andmetabolic depletion (stage of exhaustion).

• Adrenocorticotropic hormone (ACTH) stimulates the adrenal cortex, which in turn releasescorticosteroids, primarily corticosterone (CS) in birds. Corticosterone produces many symptomsassociated with long-term stress such as cardiovascular disease (arteriosclerosis, ascites) and modificationof immunological functions (Grandin, 1998). Poultry producers are trying to control these factors so thatthe birds can maintain normal physiological functions and produce meat or eggs at maximum rates.

• Glucocorticoids activate gluconeogenesis. The most common substrate for gluconeogenic is amino acids.• During metabolic production of GLU by both glycolysis and gluconeogenesis, each mole of ATP that is

required for an enzymatic step utilizes 1 mol of O2. Therefore, not only is gluconeogenesis costly from anenergy production standpoint, it is equally costly in terms of O2 use. It should be noted thatgluconeogenesis can be sustained as long as the animal maintains a protein reserve (Klasing, 1998), hasadequate supplies of O2 (King, 2006), and does not deplete electrolyte reserves so that homeostatic acid-base balance is disrupted (Julian and Mirsalimi, 1992; Wideman and Tackett, 2000; Wideman et al., 2000,2002).

La respuesta productiva de las gallinas y pollos de engorde es un indicador objetivo del estrés, porque losmecanismos de compensación del organismo permite conservar la productividad y salud en cierto nivel durantealgún tiempo. Conforme los recursos de sistema de adaptación son disminuidos, se observa un incremento dereactividad y resistencia y ello resulta en fuerte caída de la productividad, desarrollo de enfermedades y muerte agran escala.


• Liberan adrenalina, noradrenalina y corticosterona (principal glucocorticoide de las aves) y sesecreta un factor de liberación de corticotropina (ACTH).

• Las catecolaminas incrementan la función cardiovascular y la circulación sanguínea de losmúsculos esqueléticos, inhiben la actividad gastrointestinal, provocando una serie demodificaciones metabólicas que garantizan una rápida provisión de energía y serían, almenos en parte, responsables de la reducción en las tasas de crecimiento .

CASCADA DE REACCIONES

Los glucocorticoides son sustancias que aceleran la degradación proteica de músculos y tejidoslinfoide y conjuntivo, inhibiendo la captación de aminoácidos y la síntesis de proteínas en tejidosextrahepáticos, son inmunosupresores (menor producción de anticuerpos y acción linfolítica T),provocando mermas en los eosinófilos circulantes (con elevación de neutrófilos, eritrocitos yplaquetas) y excreción de ácido úrico y de agua libre, entre otros efectos catabólicos.Ph.D. Elias Salvador T. FMVZ-UNICA

GLUCOSA SANGREEl ave es dependiente energeticamente de la glucosa sanguinea: 190 to 220 mg/dL (reviewed byHazelwood, 1986) or more recently based on 15 studies as 234 ± 11.8 (SEM) mg/dL [13 ± 0.7mM](Scanes, 2008).


MEDICION DEL ESTRES• La pérdida del equilibrio homeostático que

eventualmente ocurre durante una respuesta de estrésconstituye per se una patología definida con desarmoníabiológica y consecuencias negativas importantes en lanormalidad vital y la expresión del genotipo.

• Dependiendo de la intensidad del cuadro de estrés, lospollos pueden adaptarse sin afectar su rendimiento,sobrevivir sacrificando su nivel de productividad, o bien,en caso de no adaptarse, pueden morir.

• La medición sistemática de los niveles de estrés es unrequisito indispensable para poder evaluarobjetivamente sus efectos en la productividad de lasaves ya que al obtener una medida de los cambiosocurridos en el animal ante determinadas situaciones, esposible predecir el manejo de los factores de confort queconduzca a un mínimo estrés.


MODELO CORTICOSTERONA Y ACTH

• 30 mg CORTICOSTERONA/Kg de dieta x 2 semanas de 8 a 21 dias de edad, machos, 12 n (Hu and Guo (2008) Asian-Aust. J. Anim. Sci. 21(12):1773-1778)

Model of Physiological Stress in Chickens 1.

Response Parameters. S. Puvadolpirod and J. P. Thaxton. 2000 Poultry

Science 79:363–369

366 g = 17%

25.1 g = 55%


MODELO LPS

• ENDOTOXINAS - INMUNIDAD


ESTRATEGIAS: DIETA MODERNA• CALIDAD DE INGREDIENTES: MAIZ, SOYA (37% CHOS), ACEITES, FOSFATOS???• ALIMENTO PROCESADO• SUPLEMENTOS VITAMINAS / MINERALES• ADITIVOS, COMO PRONUTRIENTES Y PROMUEVAN SALUD INTESTINAL: COCCIDIOSTATOS,

PROBIOTICOS, PREBIOTICOS (FOS, MOS, XOS, GOS), SIMBIOTICOS (As probiotics are mainly activein the small intestine and prebiotics are only effective in the large intestine, the combination of thetwo gives a synergistic effect. Appropriate combinations of pre- and probiotics are termed assynbiotics), ACIDIFICANTES/ACIDOS ORGANICOS, ENZIMAS (addition of enzymes to address NSPviscosity can improve gut health, feed efficiency, improve manure quality and facilitate the use oflower cost feed ingredients), LIGANTES DE TOXINAS, ANTIBIOTICOS (reduction in gastrointestinalinfections would result in the subsequent increase in muscle weight. It has been estimated that asmuch as 6 per cent of the net energy in the diet could be lost due to microbial fermentation in theintestine (Jensen, 1998) . Use of growth promoters is an improvement in daily growth ratesbetween 1 and 10 per cent), FITOGENICOS, EMULSIFICANTES, ANTIOXIDANTES,

• A medida que las exigencias aumentan, son cada vez más las substancias que se investigan ydesarrollan con esta finalidad. Evaluar el grado de los factores externos que influyen sobre elestado fisiológico de las aves. Monitoreando el estado fisiológico de las aves, mientras se trabajansobre nuevos métodos de prevención del estrés , trabajando y seleccionando sistemas óptimos decrianza y alimentación.


MEDIR PARA PREVENIR

(Santin, 2017)


MICROBIOTA Y INMUNIDAD

Type of dietary direct-fed microbials (DFMs) or poultry litter could directly influence the composition of gutmicrobiota. Gut microbiota plays an important role in shaping the developing immune system and maintainingthe homeostasis of the mature immune system in mammal and chickens. The present study was carried out toinvestigate the interaction among litter, DFMs and immunity in broiler chickens exposed to a field-simulatedenvironment. Immune status of broiler chickens was assessed by serum antibodies against Eimeria spp. andClostridium spp. and intestinal cytokine mRNA expression. The current experimental design had a 3 ×2 factorialarrangement of treatments with three types of litter, i.e., fresh litter or used litter that was obtained from afarm with no disease outbreak (used litter) or a farm with history of a gangrenous dermatitis outbreak (GDlitter), and two dietary treatments with or without DFMs. It was found that either DFM addition or type of littersignificantly affected anticoccidial antibody levels of broiler chickens at d 42. In general, dietary DFMs increasedthe anticoccidial antibodies in the fresh-litter raised chickens, but lowered the levels in the GD-litter raisedchickens. Serum antibodies against Clostridium perfringens α-toxin were significantly (p<0.05) higher inchickens raised on GD litter compared with those raised on fresh litter. Cytokine mRNA expression wassignificantly (p<0.05) altered by either the type of litter or DFMs. Of interest, dietary DFMs lowered interferon-γ, interleukin 1beta, and CXCLi2 cytokine mRNA expression in chickens raised on fresh litter but increased themin GD-litter raised chickens. In conclusion, dietary DFMs modulate various immune parameters of broilerchickens, but the DFM-mediated effects were dependent upon the type of litter on which chickens were raised.

Effect of Bacillus Subtilis-based Direct-fed Microbials on Immune Status in Broiler Chickens Raised on Fresh or Used Litter. K. W. Lee, H. S. Lillehoj*, S. I. Jang, S. H. Lee, D. A. Bautista1, G. R. Siragusa2. Animal Biosciences and Biotechnology Laboratory, Beltsville Agricultural Research Center, Agricultural

Research Service, USDA, Beltsville, MD 20705, USA. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences (AJAS) 2013; 26(11): 1592-1597.


SOPORTE HEPATICOEl estrés del manejo intensivo y la velocidad de crecimiento,provocan una sobrecarga metabólica y el hígado adquiere unrol de gran importancia, debido a la multiplicidad defunciones (producción y secreción de bilis, almacenamientode vitaminas y oligoelementos, síntesis de proteínas,reserva de glucógeno, detoxificación de sustancias nocivas).La capacidad funcional del hígado es susceptible a elevadasexigencias de producción.A pesar de la importancia que puede llegar a tener el empleode sustancias que modifiquen el metabolismo hepático, suuso en avicultura esta limitado solo a algunos factoreslipotrópicos.El suministro continuo de dichos factores junto con otrassustancias que favorecen la función hepática (colagogos,coleréticos) no es en la actualidad una práctica corriente, demanera que los potenciales efectos benéficos sobre laproducción y las modificaciones metabólicas producidasrestan aún por investigar.


Aceites con rancidez ++

Sensorial-Rancidez-Indice acidez- TBA-Indice peroxidos-

Anisidina, etc

PRE PRUEBA


Impacto de rancidez de aceites

IMPORTANCIA E IMPACTO DE LA INCLUSION DE ACEITES EN LAS DIETAS DE AVES EN LA FASE INICIAL . Elías Salvador; Marghory Ramos; Liz J. Villa; MidoriCandiotti; Yadira Vera; Rocío Atequipa; Estefany Beas; Daniel Chuquispuma.

33.6 g = 20%

Enzimas exógenas????


• According to Swain and Johri (2000), Met plays a key role in the humoral and cellular immuneresponses of poultry. It is known that AAs are needed for clonal proliferation of lymphocytes,establishment of germinative centres in the bursa of Fabricius to refine immunoglobulin affinity,recruitment of new bone marrow monocytes and heterocytes, and synthesis of effector molecules(immunoglobulins, nitric oxide, lysozyme, complement) and communication molecules (e.g. cytokinesand eicosanoids). One of the mechanisms proposed to explain Met interference in the immune system isbased on the proliferation of immune cells that are sensitive to intracellular variations in the levels ofglutathione and Cys levels, compounds which also participate in Met metabolism (Shini et al., 2005).

• According to Bunchasak (2009), an increased Met content, above the level required for optimalgrowth, improves the immune response through direct effects (protein synthesis and breakdown) andindirect effects involving Met derivatives.

• Since leukocytes are important targets for the action of AAs, of particular interest is the response of theadaptive (acquired) immune system consisting of T cells, B cells and humoral factors (Calder, 2006).Particular attention is paid to the thymus, which is the site of T cell differentiation and development.

• Wu et al. (2012) demonstrated that Met deficiency in the diet can impair cellular immune function inbroilers by ultrastructural pathological changes in the thymus, decreased T cell populations, reduction inthe serum concentrations of interleukine- 2 and T cell proliferation through an increase in the percentageof apoptotic cells.

• Swain et al. (2000), Rama Rao et al. (2003) and Deng et al. (2007), commercial broiler chickens do not requiremore than 0.5% Met for optimum growth and feed efficiency in the starter period, but higher Met levels areneeded to stimulate immune responses.

METIONINA e INMUNIDAD


METIONINA e INMUNIDAD


METIONINA Y ESTRÉS OXIDATIVO


PRODUCCION DE CALOR


MECANISMO REGULACION


ESTRÉS POR CALOR• Balance Negativo entre la producción de calor corporal (TERMOGENESIS) y la perdida de calor corporal

(TERMOLISIS) = homeostasis fisiológico inestable• Consecuencia: Cuando TA aumenta, el ave puede reducir su consumo de alimento (reducir su termogénesis)

y jadear (aumentar su termólisis) porque los medios de termólisis sensibles basados en intercambiostérmicos entre el ave y el ambiente son menos y menos eficaces a medida que aumenta la TA.

• Dramática reducción de cantidad y calidad de huevos y ganancia de peso y calidad de la carne• Reducción de las eficiencias (digestibilidad)• Alteración de comportamiento, bienestar, respuesta fisiológica e inmunológica y efecto desfavorable sobre

su productividad y alta mortalidad.


CORTICOSTERONA• Corticosterone is the major glucocorticoid in birds. It has marked effects on

carbohydrate, lipid and protein metabolism. Production of corticosterone isstimulated by ACTH and other hormones including calcitonin (e.g. Nakagawa-Mizuyachi et al., 2009).

• Increasing circulating concentrations of glucose (Lin et al., 2007; Jiang et al., 2008;Yuan et al., 2008; Zhao et al., 2009) although depressed circulating concentrationsof glucose have also been reported (Gao et al., 2008).

• Depressing body weight, and particularly breast muscle weight, following chronicadministration of corticosterone (Lin et al., 2006)

• Increasing net breakdown of muscle protein due to both decreased synthesis andincreased degradation (discussed in more detail under corticosterone and growth)

• Reductions in super-oxide dismutase activity (Lin et al., 2009).• Increased liver weight (Jiang et al., 2008)• Increased hepatic lipogenesis (Lin et al., 2006; Yuan et al., 2008)


TERMORREGULACIÓNESTRÉS DE CALOR EN AVES: IMPORTANCIA DEL OXIGENO

• Obligatorio y necesario en cantidades adecuadas en el momento preciso para mantener elmetabolismo .

• Generally, oxygen deficiency is one of the most common causes of tissue injury whencombined with increased body temperature and hypoxia becomes a potent cause of deathMammalian.

• Skeletal muscle uses about 40% of oxygen in the blood that circulates through the muscle.• In contrast, cardiac muscle uses nearly 100% of the oxygen from the blood circulating through the

myocardial capillaries.• This high oxygen demand makes myocardium susceptible to systemic hypoxia.• Besides, necrosis from oxygen deficit develops in centrolobular areas of the hypoxic liver. In

mammal, ischemic hepatic necrosis occurs in cardiac failure, severe anemia, and shock withprolonged low circulatory rates.

• Moreover, the renal cortex is highly sensitive to hypoxia, especially the proximal convolutedtubules, which are often affected in ischemic injury (Cheville, 1999).


ACIDO ACETIL SALICILICO• Aspirin (acetylsalicylic acid, ASA) is

widely used as a drug to treat pain,fever and inflammation and is alsoprescribed long-term at low doses tohelp prevent heart attacks, strokes andblood clot formation in high riskindividuals. Therefore, ASA is animportant part of the care of patientswho have suffered a myocardialinfarction (heart attack). ASA has beenreported to reduce the development,growth rate, or both, of several humancancers in animal models, via amechanism mediated at least in partby inhibition of the cyclo-oxygenase(COX) enzymes and reducedproduction of prostaglandins andother inflammatory mediators.Interestingly, heat stress has beenshown to active multiple cellularresponses, including inflammatorypathways.


ESTRÉS OXIDATIVO• The presence of reactive species (RS) in excess of the available antioxidant

capacity of animal cells. Many radicals and metabolic substances aredescribed as potentially toxic and are defined as “reactiveoxygen/nitrogen/chlorine species” [Halliwell et al, 2004]. Thesesubstances are highly reactive and can modify several biologically cellularmacromolecules, such as proteins, lipids, and nucleic acids (DNA and RNA)[Davies, 1995]. These phenomena contribute to the development ofseveral metabolic dysfunctions, including cell death by causing “oxidativestress” and “oxidative damage” [Halliwell et al., 2004]. Oxidized moleculesabstract electrons from other molecules, resulting in a chain reaction and,if not controlled, this reaction can cause extensive tissue damage.

• (Association between heat stress and oxidative stress in poultry;mitochondrial dysfunction and dietary interventions with phytochemicals-Akbarian et al, 2016-J Anim Sci Biotechnol. 2016; 7: 37)


ESTRÉS OXIDATIVO• El ave reacciona al estrés calórico, desafíos inmunológicos, manejo, etc,

altera homeostasis de balance oxidante/antioxidante= estrés oxidativocausando una cascada negativa de eventos de daño al animal.

• Sustancias toxicas en el alimento (micotoxinas, aceites rancios, metalespesados, etc) y la alta tasa de crecimiento/persistencia del pollo/gallinaconduce a un significante estrés metabólico y oxidativo que afectaeficiencia, crecimiento y calidad de la carne / huevo.

• En el mitocondrio se produce altas cantidades de ROS y peróxidos, elorganismo tiene sistemas de defensa contra ello como antioxidantes,vitaminas y minerales (enzimas), sin embargo cuando esto es crónico estassustancias se agotan y producen daño celular alterando funciones deseñalización de la célula y membranas, reducción de síntesis de proteínas.


ESTRÉS OXIDATIVO


ESTRÉS OXIDATIVO: Líneas de defensa

FITOGENICOS


ACEITES Y ROS


POLLOS


TEMPERATURA EFECTIVA

-Bebederos tengan suficiente flujo de agua (> 70 ml/minuto/bebedero de nipple).-Bebederos adicionales puede ayudar a acomodar el aumento del consumo de agua.-El agua fresca. Purgar las tuberías . Las tuberías de plástico . tanques deben ser de color claro, tener aislamiento .-Utilice nebulizadores y vaporizadores para aumentar el enfriamiento por evaporación durante el día. -El uso de rociadores en el techo durante las temperaturas extremadamente altas .-Aumente el movimiento del aire en los galpones abiertos con ventiladores. Asegure una velocidad de 1.8–2.0 metros/segundo en el área de las aves.-Realizar tratamientos en el agua de bebida


Alta energía para ponedoras, sobre todo en el período inicial de producción, ya que el consumo esbastante bajo y podrían caer en déficit energético. En el caso del broiler, surge el dilema sobre laconveniencia de retirar el pienso durante las horas más cálidas del día, ya que reducensignificativamente la mortalidad pero a costa de un menor aumento de peso por parte de las aves.Las aves reducen la ingesta de alimento para evitar el calor metabólico. Por cada grado porencima de 24-30 (2.5%) y 32-38ºC (5%)El ave incrementa un 4% su consumo de agua por cada 0,5ºC por encima de los 21ºC.La proteína (genera mayor cantidad de calor). Reducir(1-2%), sin que los requerimientos deaminoácidos se vean mermados. Uso de ingredientes mas digeribles y adición de AA (lisina,metionina, treonina, triptófano, valina) para reducir a la producción de calor debida a la eliminaciónde los amino ácidos en exceso. El imbalance de AA’s en la dieta incrementa la excreción desustancias nitrogenas en las heces, aumentando las concentraciones de amonio, lo que causa unefecto negativo en el comportamiento del ave (Miles et al., 2004). Proteína ideal & balanceadaSustituir calorías (en energía metabolizable) de carbohidratos por calorías de lípidos que producenteóricamente menos calor metabólica.Los niveles de las vitaminas C, E, riboflavina y piridoxina, principalmente, se pueden ajustar en la dieta yobtener respuestas específicas sobre la actividad inmunológica.Aumento del nivel de FNFSoporte hepático e intestinal.

RECOMENDACIONES NUTRICIONALES


GALLINASCONTROL DIARIO

DIAS TEMPERATURA HUMEDADT° AMBIENTE T° GALLINA H° RELATIVA

SABADO 30.1 31.3 51%DOMINGO 30.8 32.5 50%

LUNES 31.1 32.1 43%31.96666667


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