Aldo Bertoni
Daniel Mota-rojas
Fabio Napolitano
Giuseppe De Rosa
Adolfo Álvarez
Isabel Guerrero-legarreta
I Armando Morales
Jocelyn Gómez
Nancy José
Julio Martínez-burnes
Agustín Orihuela.

UTILIDAD DE LA TERMOGRAFÍA INFRARROJA

Eventos fisiológicos, así como factores ambientales, pueden alterar la vascularización de los tejidos y el flujo sanguíneo, aspecto que puede verse reflejado en la temperatura superficial de la piel, dada su función como sistema de enfriamiento que irradia el calor (Purohit et al., 1985; Cravello y Ferri, 2008; de Ruediger et al., 2018; Mota-Rojas et al., 2020a,b). Se han utilizado diferentes métodos para medir los cambios de temperatura que presentan diferentes especies en distintas circunstancias, pero la mayoría de ellos son invasivos, por lo que se cree que los cambios observados están influenciados por el estrés generado en los animales tras su manipulación (Clapper et al., 1990; Mosher et al., 1990; Redden et al., 1993; Kyle et al., 1998; Fisher et al., 2008; Sevegnani et al., 2016).

No obstante, se ha comenzado a utilizar la termografía infrarroja (IRT), una tecnología no invasiva que permite la medición precisa de la temperatura superficial de alguna región a más de 30 centímetros de distancia, facilitando así la identificación de alteraciones térmicas caracterizadas por un aumento o disminución de la temperatura en la superficie cutánea (Chacur et al., 2016a; Sevegnani et al., 2016; Menegassi et al., 2018; Bertoni et al., 2020a,b; Casas et al., 2020).

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La termografía infrarroja ha permitido el desarrollo de diversas perspectivas sobre la fisiología comparativa de eventos como la termogénesis, el flujo sanguíneo periférico, fisiología respiratoria y mecanismos para disminuir la temperatura corporal (Tattersall y Cadena, 2010; Tattersall, 2016).

En medicina veterinaria, esta herramienta ha sido utilizada para monitorear y dilucidar los cambios de temperatura de losanimales por efecto del ambiente, para evaluar las respuestas fisiológicas de los animales a altas temperaturas (Knizkova et al., 2007; Paim et al., 2013; Mota-Rojas et al., 2020a), en los cambios de la microcirculación vascular en el proceso antemortem en ovinos y durante el aturdimiento en cerdos (De Lima et al., 2019; Flores-Peinado et al., 2020), efecto de la radiación solar en toros (Dos Santos et al., 2019), para estudiar los cambios de temperatura cutánea y evaluación de mastitis en vacas lecheras (Colak et al., 2008), para analizar los cambios en el sistema locomotor de caballos y rumiantes (Alsaaod y Büscher, 2012 y Stewart et al., 2010) y para valorar el efecto de la castración en cerdos (Pérez-Pedraza et al., 2018; Mota-Rojas et al., 2020a,b,c) entre otros.

Sin embargo, es reciente su uso en el estudio de procesos fisiológicos, reproductivos y de salud expresados por búfalos de agua (Bubalus bubalis), una especie que ha sido adoptada en sistemas de producción en regiones tropicales dada su resistencia a enfermedades infecciosas y parasitarias (Angulo et al., 2005; Barboza, 2011) y a su buen desempeño productivo (Mota-Rojas et al., 2019).

Por tal motivo, el presente artículo de revisión pretende analizar y discutir los hallazgos científicos más importantes en el estudio de la microcirculación vascular en el búfalo de agua con el uso de esta herramienta, así como las ventanas térmicas utilizadas en la especie, con el propósito de definir los alcances y las áreas de oportunidad del empleo de la termografía infrarroja para la valoración de procesos fisiológicos y su aplicación en eventos reproductivos asociados con aspectos en ladetección del estro y salud de la ubre en las hembras.

VENTANAS TÉRMICAS EN EL BÚFALO DE AGUA

Los animales endotermos regulan la temperatura de su cuerpo equilibrando la cantidad de calor producido metabólicamente y ejerciendo un intercambio de temperatura con el medio ambiente (Tortora et al., 2013); pese a que este mecanismo puede suscitarse en cualquier parte del cuerpo, en ocasiones regiones específicas poseen características que optimizan el intercambio de calor, como lo es tener un área de superficie amplia, rica vascularidad y, principalmente, la capacidad de alterar el flujo sanguíneo bajo condiciones diferentes. Dichas regiones reciben el nombre de ventanas térmicas biológicas (Romanovsky et al., 2002; Andrade, 2015).

Una de las ventanas más utilizadas es la región ocular, cuyos beneficios implican precisión y consistencia al emplearse (Church et al., 2014). Así mismo, un estudio en bovinos ha demostrado que la temperatura expresada en el área frontal resulta ser la que mejor refleja la temperatura rectal, en comparación con los flancos, ubre, grupa, oídos y mejillas (Peng et al., 2019). Mientras que en búfalas de agua, al menos en aquellas que han sido criadas en un ambiente tropical húmedo, la temperatura ocular y de la mejilla son las que muestran una correlación positiva significativa con la temperatura rectal (Brcko et al., 2020).

Otras regiones que han sido utilizadas como ventanas térmicas para la evaluación de cambios en la temperatura superficial de búfalos de agua frente a diversas condiciones han sido la región orbital, el morro, los flancos, la ubre, la vulva y el área escrotal (Ver Figuras 2 y 3). Sin embargo, el empleo de cada una de las áreas antes mencionadas, así como su eficacia como ventanas, dependerá del evento a estudiar, como se muestra en la figura 2.

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En la figura 2A Carúncula lagrimal. Ha sido de las áreas más estudiadas con la termografía infrarroja debido a que puede ser un buen indicador de los cambios de la temperatura corporal, atribuidos a una respuesta simpática del sistema nervioso autónomo (Travain et al., 2015). En el termograma, el área se encuentra señalada con un punto ubicado justo en el centro de la carúncula. 2B Se aprecia región periocular. De acuerdo con Barros et al. (2016) y de Ruediger et al. (2018), es la región que mejor refleja la temperatura rectal y que menos sufre la interferencia de la temperatura ambiental. En el termograma obtenido con una emisividad de 0.95, la región está rodeada por una elipse que abarca todo el globo ocular. 2C Morro. En estudios realizados por de Ruediger et al. (2018), el morro refleja la temperatura rectal de manera rápida, precisa y menos invasiva, por lo que puede utilizarse para estudiar el confort térmico de las búfalas lecheras. En el termograma se encuentran tres círculos, uno que rodea la periferia del morro y otros dos que destacan las narinas (fosas nasales).

Cabe mencionar que al tomar imágenes termográficas rostrales también es posible evaluar la temperatura otal colocando una elipse que rodee el pabellón auricular. 2D Región lateral. Barros et al. (2016) señalan que tanto el flanco derecho como el izquierdo puede utilizarse como ventana termográfica cuando hay dificultad para analizar la región orbital, aunque se debe tomar en cuenta que el área del flanco izquierdo presenta una elevación de temperatura preprandial (Montanholi et al., 2008). En el termograma la región se encuentra señalada por un rectángulo cuadriculado.

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DIAGNÓSTICO DEL ESTRO

Una de las dificultades a las que se ha enfrentado la producción láctea es la inadecuada detección del estro, reflejándose en un bajo rendimiento reproductivo (Verma et al., 2014). Con relación a ello, la expresión del comportamiento ha sido vital para su identificación; sin embargo, las búfalas solo expresan estos comportamientos cuando el macho se encuentra cerca de ellas (Selvam y Archunan, 2017).

Se han propuesto aspectos de tipo bioquímico, ginecoclínicos y parámetros visuales (observar la frecuenciade micción y la textura de la mucosa vaginal) para la identificación del estro de forma individual en búfalas (Selvam y Archunan, 2017). Sin embargo, la detección del estro por medio de estos parámetros podría implicar un mayor costo e inversión de tiempo para su valoración, por lo que surge la necesidad de nuevas opciones para la detección del estro. Para ello revisar a Napolitano et al. (2020), quienes hablan acerca de la implementación de nuevas tecnologías reproductivas.

Por otro lado, de Ruediger et al. (2018) llevaron a cabo un estudio con 40 búfalos Murrah, con una condición corporal de 3.6 ± 0.3 (rango: 1-5), cuyo objetivo se centró en analizar las variaciones de temperatura del morro, el área orbital y la vulva, las concentraciones de progesterona (P4) durante la fase folicular y lútea del ciclo estral, así como la influencia del clima, en búfalas tratadas con un protocolo hormonal diseñado para sincronizar el tiempo de ovulación, con el fin de evaluar si los cambios microcirculatorios medidos a través de IRT se puede utilizar como método de detección del estro, considerando que los búfalos no expresan comportamiento homosexual que pudiera ayudar a detectarlo (Singh et al., 2000; Hockey et al., 2010).

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Una vez iniciado el protocolo hormonal (que consistió en dos fases: 1- la inserción de un dispositivo intravaginal liberador de P4 con 2 mg de benzoato de estradiol; 2- la administración de prostaglandina F2 alfa y 400 UI de gonadotropina equina, 9 días después, seguido de un tratamiento con GnRH en el día 11), se tomaron muestras de sangre y ultrasonografía, todos los días por las tardes, datos meteorológicos e imágenes termográficas del morro, vulva y región orbital, durante la mañana y la tarde, seguidas de la toma de temperatura rectal también fueron colectados.

Se encontró una correlación de moderada a fuerte entre las ventanas térmicas y las concentraciones plasmáticas de cortisol (orbital: 0.69; morro: 0.54; vulva:0.42). En cambio, al analizar la relación de la concentración de P4 con la temperatura superficial de la vulvase encontraron fuertes correlaciones negativas (-0.70), corroborando la hipótesis de que la temperatura superficial de la vulva decrece cuando hay un aumento de P4 en el plasma, tal y como propusieron Sykes et al. (2012), mientras que en la temperatura superficial del morro y la región orbital, estas correlaciones negativas fueron débiles (-0.24 y -0.29, respectivamente). Scolari et al. (2011) y Talukder et al. (2014) mencionan que la variación de temperatura en la vulva probablemente se deba al cambio en las concentraciones sanguíneas de estrógenos que ocurren durante el ciclo estral, y que pueden conducir a una alteración de la circulación sanguínea en la vulva.

Aunque no hubo eficacia en el diagnóstico del estro, se demostró que las imágenes termográficas de la región orbital, morro y vulva reflejan la temperatura rectal de manera rápida y menos invasiva, por lo que pueden utilizarse para estudiar el confort térmico de la búfala de agua, y que de manera específica la temperatura superficial vulvar es efectiva para determinar los cambios fisiológicos inherentes a la variación de la concentración de progesterona durante el ciclo reproductivo (de Ruediger et al., 2018).

SALUD DE LA UBRE DE BÚFALAS LECHERAS

La valoración termográfica de la ubre es cada vez más frecuente y los estudios se han enfocado a evaluar la salud en vacas lecheras principalmente la relación entre la temperatura superficial de la ubre y la puntuación obtenida en la prueba de California, sugiriendo así que la IRT funciona como herramienta para la detección de mastitis (Colak et al., 2008).

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La asociación entre parámetros térmicos mamarios con las concentraciones hormonales en búfalas en diferentes etapas fisiológicas ha sido objeto de estudio para Chacur et al. (2018), quienes emplearon 24 búfalas hembras mestizas Murrah que fueron agrupadas en: becerras (8 meses de edad), novillas (20 meses de edad), gestantes (32 meses de edad) y lactantes (56 meses de edad); con seis individuos por grupo. La ejecución de este estudio se llevó a cabo durante 4 meses, donde cada 28 días se midió la temperatura rectal, se tomaron imágenes termográficas de la ubre (cuerpo mamario craneal y caudal, cisterna craneal y caudal de glándulas mamarias, y tetas craneales y caudales), así mismo se tomaron muestras sanguíneas para determinar las concentraciones plasmáticas de progesterona, un factor similar a la insulina tipo I, insulina, hormona del crecimiento y estradiol.

La temperatura superficial de los cuartos mamarios craneales y caudales fue más elevada en el grupo de becerras y novillas (Chacur et al. 2018), aspecto que coincide con la literatura que menciona que las hembras adultas tienen una mayor proporción de tejido adiposo en la estructura mamaria (Hovey y Aimo, 2010). Esto podría estar actuando como un aislante térmico y, en consecuencia, dificultando la disipación de calor a través de la piel. En el grupo de las búfalas gestantes, se observó una correlación entre la temperatura rectal y la temperatura de los pezones craneales y caudales, que a su vez estaba ligada a la temperatura de los cuartos mamarios y su cisterna, lo que demuestra la existencia de una relación entre la variación de la temperatura y la evolución de la demanda fisiológica de la ubre (Chacur et al. 2018), pues el final del periodo de gestación es una etapa de intenso desarrollo mamario donde hay mayor vascularización y por tanto mayor temperatura (Prosser et al., 1996; Davidson y Stabenfeldt, 2014).

Otro aspecto a destacar en el grupo de las búfalas lactantes del estudio de Chacur et al. (2018), es una reducción de la temperatura rectal y de la superficie de la cisterna, hecho que puede estar relacionado con la disminución de la actividad metabólica y el flujo sanguíneo que ocurre durante la involución mamaria y que como consecuencia se reduce la producción láctea (Capuco y Akers, 1999).

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De esta forma, dichos resultados proporcionan evidencia de la existencia de una conexión entre la temperatura corporal y la temperatura superficial de la ubre, que obedece a las demandas metabólicas de ambos y que puede ser estudiada con la IRT (Chacur et al., 2018), siempre tomando en cuenta que la temperatura puede variar dependiendo de la región de la ubre que se evalúe como se muestra en la Figura 5. Los termogramas en la figura 3 se tomaron inmediatamente después del ordeño mecánico automatizado. Aunado a ello, se debe considerar que, al menos en ganado bovino de carne, en ocasiones la temperatura superficial de la región caudal de la ubre por IRT es diferente, y generalmente mayor (por 0.2-0.9°C), a la de una toma lateral; además de que la temperatura de la ubre lateral puede variar significativamente dependiendo la estación del año y la etapa reproductiva (Deak et al., 2019).

La evidencia científica ha demostrado que, al igual que en otras especies, se puede utilizar la IRT y diferentes ventanas térmicas del búfalo para la valoración de procesos fisiológicos de forma rápida y menos invasiva. La temperatura del área orbital, así como el morro y la vulva, ha mostrado ser eficiente para la evaluación del confort térmico, aspecto de suma importancia en esta especie dada las condiciones climáticas adversas, sus limitaciones de termorregulación y su constante exposición a temperaturas extremas características del trópico húmedo.

Para acceder a las referencias contacte a los autores.

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Artículo publicado en Entorno Ganadero Octubre- Noviembre 2020