1. Introducción

Los terneros recién nacidos nacen agammaglobulinémicos y dependen de la transferencia exitosa de inmunidad pasiva (TPI) para una salud y bienestar óptimos (1, 2). Las mejores prácticas actuales recomiendan que los terneros sean alimentados con 150-200 g de inmunoglobulina colostral bovina G (IgG) dentro de las 2 h posteriores al nacimiento, seguido de una alimentación adicional de 75-100 g de IgG, 6-12 h después de la primera alimentación (3). Los terneros más grandes (≥35 kg) suelen ser alimentados con 300 g de IgG, y los terneros más pequeños son alimentados con 225 g de IgG (3, 4). Las operaciones lecheras que prueban el calostro de primer ordeño con un refractómetro Brix a menudo usan un umbral único de ≥22% para garantizar que la concentración de IgG sea de al menos 50 g / L (3, 5, 6). El umbral de 50 g/L se ha convertido en el estándar de oro para el calostro de primer ordeño (2-4). La alimentación de 4 L de calostro de primer ordeño dentro de las 2 h posteriores al nacimiento, seguida de 2 L adicionales alimentados 6-12 h más tarde, es una práctica común en la industria. Muy pocos terneros beberán voluntariamente 6 L de calostro, lo que requiere el uso de un alimentador de tubo esofágico para el parto (5, 6).

La alimentación de calostro con un alimentador por sonda esofágica a un ternero recién nacido no está exenta de riesgos. Una complicación es la neumonía por aspiración, que es causada por una técnica inadecuada o un movimiento excesivo de la pantorrilla cuando se administra el calostro. La distensión abdominal, los cólicos y, ocasionalmente, la muerte son otras complicaciones potenciales de la alimentación con grandes volúmenes de calostro en las primeras 24 h de vida. Como tal, algunos proveedores de cuidado de terneros lecheros y veterinarios en ejercicio han preguntado sobre la posibilidad de implementar programas de manejo de calostro específicos del sitio. Los proveedores de cuidado de terneros y los veterinarios desean alimentar volúmenes más pequeños de calostro de primer ordeño, pero aún así entregar una masa suficiente de IgG colostral para tener un excelente TPI. Se plantea la hipótesis de que alimentar cantidades más pequeñas de calostro puede mejorar la salud abomasal, reduciendo la probabilidad de distensión abdominal y la alimentación con cólicos después del calostro. El objetivo de este estudio fue comparar los resultados de %Brix con las concentraciones de IgG del calostro bovino en el primer ordeño y determinar cuatro umbrales diferentes de %Brix para 25, 50, 75 y 100 g/L de IgG colostral bovina.

2. Materiales y métodos

2.1. Recogida y análisis de muestras de calostro

Cuatro granjas lecheras Holstein ubicadas en la región del medio oeste de los Estados Unidos presentaron muestras de calostro de primer ordeño para su análisis y análisis en un laboratorio acreditado de la Asociación Americana de Diagnósticos de Laboratorio Veterinario (AAVLD), el Laboratorio de Diagnóstico Veterinario de Wisconsin (WVDL). Se utilizaron cálculos de potencia basados en la correlación entre la puntuación Brix y la concentración de IgG utilizando el procedimiento Power en SAS (SAS 9.4, SAS Institute Inc., Cary, NC, EUA) para calcular el tamaño de muestra necesario para cada uno de los cinco estratos de muestreo diferentes. Con un alfa de 0,05 y una potencia de 0,80, el tamaño mínimo de muestra proyectado para cada uno de los cinco estratos fue de 7 cuando la correlación fue de 0,65 o superior. Se enviaron kits de muestreo a cada granja con instrucciones sobre cuántas muestras deben recolectarse de cada uno de los cinco estratos de muestreo diferentes (Tabla 1). Se recolectaron ciento ochenta y dos muestras de calostro de primer ordeño de vacas lecheras Holstein multi y primíparas. Las muestras de calostro se analizaron inmediatamente después de la cosecha en la granja con un refractómetro Brix digital con compensación de temperatura (Misco, Solon, Ohio) para obtener una lectura de % Brix. El refractómetro se calibró con agua destilada al menos una vez a la semana. Si las muestras cumplían con los criterios de muestreo predeterminados, se registraba el resultado %Brix, y ~25-35 ml de calostro se recogían en tubos de centrífuga cónica de 50 ml como un cuarto de muestra combinado y se congelaban inmediatamente después de la recolección a -20 °C hasta que se enviaban a la WVDL para su análisis y análisis. Las muestras se enviaron con un número suficiente de compresas frías para garantizar que las muestras permanecieran congeladas. Después de la recepción, a cada muestra de calostro se le asignó un número de identificación único con código de barras e inmediatamente se congeló a -80 ° C.

Tabla 1. Diseño de muestra estratificada.

Las muestras de calostro congeladas (-80 ° C) se descongelaron en un baño de cuentas. Las pruebas comenzaron cuando las muestras de calostro alcanzaron una temperatura de 38,5 ° C para imitar la temperatura corporal bovina normal promedio. Las muestras se analizaron minuciosamente y se probaron por duplicado utilizando un refractómetro digital Brix, el mismo modelo de instrumento utilizado en las colecciones en la granja. El refractómetro Brix fue calibrado por personal de laboratorio utilizando agua desionizada antes de que comenzaran las pruebas y se repitió después de que se analizaron 10 muestras de calostro. Las muestras se analizaron para determinar la concentración de IgG utilizando una prueba de inmunodifusión radial única (SRID) disponible comercialmente (# 72841, Triple-J Farms, Bellingham, WA) utilizando la misma metodología que se describió anteriormente (7). Cada placa SRID se configuró con dos controles de suero bovino desarrollados internamente (alta y baja concentración de IgG), además de las tres soluciones estándar proporcionadas por el fabricante. Las muestras se analizaron por duplicado. Las placas de agar SRID se colocaron en una cámara húmeda y se incubaron a 23,5 ° C durante 24 h. Después de la incubación, el diámetro del anillo de precipitina para cada muestra, incluidos los controles, se midió utilizando un calibrador electrónico digital con una resolución de 0,01 mm. Las muestras con un coeficiente de variación (CV) >5% fueron reanalizadas. Cualquier muestra de calostro en la que el resultado %Brix de la granja difiriera en más de 0,5 %Brix de la WVDL se volvió a analizar por segunda vez para verificar los resultados.

2.2. Análisis estadístico

Los resultados de %Brix se compararon con sus resultados SRID coincidentes mediante regresión lineal simple (GraphPad Prism ver 9.5, La Jolla, California). El %Brix fue la variable independiente, y la concentración colostral de IgG, medida por SRID, fue la variable dependiente. El modelo de regresión se utilizó para predecir la concentración colostral de IgG a partir de cada uno de los resultados de 182 % Brix. Como se describió anteriormente, el modelo también se utilizó para calcular los valores residuales para cada una de las 182 muestras de calostro (8). Todos los resultados de SRID con un valor residual de IgG ± 10 g / L o superior se volvieron a analizar por duplicado. El coeficiente de determinación (R²) y el error estándar de la regresión (S), y se construyó una gráfica residual. Se utilizó el análisis de las características operativas del receptor (ROC) utilizando el paquete ROCR (R Foundation for Statistical Computing, ver. 4.04, Viena, Austria) para calcular los puntos de corte para las concentraciones colostrales de IgG de 25, 50, 75 y 100 g/L, de modo que no hubo resultados falsos positivos (FP) para cada valor %Brix y el resultado de IgG correspondiente. Un FP se definió como un valor %Brix que causó que el modelo sobrestimara la verdadera concentración colostral de IgG.

3. Resultados

3.1. %Análisis SRID de Brix y calostro

El modelo de regresión lineal se estimó en y = 8,40· X −110, donde X fue la puntuación %Brix, e Y fue la concentración colostral de IgG. La R² valor para comparar %Brix y la concentración colostral correspondiente de IgG fue 0,818 con un valor S de 21,7 g/L (Figura 1A). Una representación gráfica de la gráfica residual (Figura 1B) muestra la diferencia entre la concentración de IgG prevista del modelo (línea horizontal) basada en la puntuación %Brix y la concentración colostral de IgG cuando se mide por SRID. Se determinó que los puntos de corte Brix para estimar concentraciones colostrales de IgG de 25, 50, 75 y 100 g/L fueron 18.7, 21.4, 24.7 y 30.1%, respectivamente. Proponemos utilizar valores redondeados de 19.0, 22.0, 25.0 y 30.0 para simplificar (Tabla 2).

Figura 1. (A) Regresión lineal de Brix (%) vs. IgG g/L. (B) Gráfica residual de la concentración colostral de IgG prevista vs. concentración real.

Tabla 2. Umbrales de %Brix reales y propuestos para 25, 50, 75 y 100 g/L.

4. Discusión

Este estudio muestra que la refractometría digital Brix no puede estimar con precisión la concentración de IgG del calostro de primer ordeño. Sin embargo, se puede utilizar para estimar la cantidad mínima de IgG para los límites predeterminados de %Brix de las concentraciones de calostro de primer ordeño de 25, 50, 75 y 100 g / L. Existe una gran confianza en la viabilidad de los límites de %Brix propuestos para uso en la granja porque el refractómetro Brix digital tiene una alta precisión y produce resultados muy reproducibles en el campo (9-12). Un examen de las Figuras 1A, B muestra que a medida que aumentan los puntajes %Brix, el refractómetro digital no mide tan bien, particularmente cuando los puntajes Brix son del 30% o más. Esta observación probablemente sea causada por el aumento de las concentraciones de grasa, caseína y otras macromoléculas que son insolubles en agua, lo que afecta la lectura del refractómetro Brix (13).

Se utilizó un método de muestreo estratificado para recolectar muestras de calostro después del cribado con un refractómetro digital Brix (14). Este diseño difiere de informes anteriores que recolectaron muestras de calostro sin un examen previo del refractómetro Brix (9-12). El muestreo estratificado tiene la ventaja de garantizar un mayor rango alto a bajo de puntuaciones %Brix que ocurren naturalmente en los rebaños lecheros, reduciendo los costos de prueba. También se emplearon medidas estrictas de control de calidad de laboratorio que no se mencionaron en informes anteriores (9-12). El calostro bovino tiene una viscosidad más alta que la leche (6), lo que hace que el pipeteo preciso de pequeños volúmenes sea especialmente difícil cuando las muestras están frías / refrigeradas por debajo de la temperatura corporal. Esta es la razón por la que las muestras de calostro se descongelaron y se calentaron a 38.5 ° C (temperatura corporal normal del ganado) y se mezclaron completamente antes del pipeteo. La prueba comercial SRID especifica que 5 μL de muestra se pipeteen en cada pocillo de una placa de agar. En el estudio se utilizaron pipetas calibradas que se verifican y verifican semestralmente porque el pipeteo inexacto de pequeños volúmenes de analito puede afectar en gran medida la precisión de los resultados de las pruebas (15).

La R² valor de 0,818 sugiere una fuerte relación entre %Brix y la concentración colostral de IgG. Sin embargo, muchos informes no han calculado valores S ni han construido una gráfica residual (9-12). Cuando se examina críticamente, este análisis adicional hace que surja una imagen claramente diferente para la utilidad de la puntuación %Brix en la predicción de la concentración colostral de IgG. El valor S es una estimación de la distancia promedio a la que cae la verdadera concentración medida de calostro IgG de la concentración predicha por el modelo (8). Para nuestro modelo, S = 21.7 g/L. Por lo tanto, un intervalo de predicción aproximado del 95% para una sola muestra de calostro nuevo es ±1.96S, para una estimación de ± 42.5 g / L. Por ejemplo, si se utiliza un valor %Brix del 22%, el modelo lineal predice una concentración colostral de IgG de 74,8 g/L, pero solo se sospecha que el valor real se encuentra entre 32,3 y 117,3 g/L con un 95% de confianza. Este problema se ilustra gráficamente con la gráfica residual de la Figura 1B. Una precisión de predicción de ±42,5 g/L lleva a la conclusión de que la predicción del modelo de concentración colostral de IgG basada en la puntuación %Brix no proporciona suficiente precisión para ser útil en la predicción de la concentración real de IgG.^*

Varios estudios han demostrado los beneficios a corto y largo plazo de tener TPI adecuado en terneros (16-19). Está bien establecido que la salud y el bienestar de los terneros, la producción futura de leche y la longevidad en el rebaño están altamente correlacionados con el TPI exitoso. Por estas razones, es inaceptable utilizar un modelo que a menudo sobreestima la concentración de IgG bovina basada en las puntuaciones %Brix cuando se alimenta con un volumen fijo de calostro a los terneros recién nacidos. Los umbrales para la concentración colostral de IgG de 25, 50, 75 y 100 g/L no proporcionan una estimación de la concentración de IgG en el calostro; solo informa al operador de la cantidad mínima de IgG que es probable que esté presente para cada uno de los cuatro puntos de corte diferentes. Por ejemplo, una puntuación %Brix de 30,0 solo indica que es muy probable que haya al menos 100 g/L de IgG bovina en la muestra de calostro. El refractómetro Brix solo debe usarse para estimar la cantidad mínima de IgG en una muestra de calostro para los cuatro puntos de corte diferentes y no debe usarse en un modelo para predecir concentraciones colosales individuales de IgG.

Este estudio fue solicitado por algunos proveedores de cuidado de terneros lecheros y veterinarios debido a su descontento con las pautas actuales de alimentación de calostro de primer ordeño. Las observaciones en la granja por parte de los proveedores de cuidado de terneros con distensión abdominal que causa molestias y / o cólicos, cuando se combinan con el hecho de que los terneros recién nacidos a menudo se niegan a amamantar durante un período prolongado de tiempo, la alimentación posterior al calostro, ha causado preocupaciones para la salud y el bienestar de los terneros. Un estudio previo ha demostrado que la alimentación con calostro de primer ordeño puede formar una cuajada grande que puede retenerse en el abomaso durante más de 8 h después de la ingestión (20). También se ha informado que el volumen de calostro alimentado a los terneros recién nacidos tuvo menos influencia en la eficiencia de la absorción de inmunoglobulinas que la propia concentración colostral de IgG (21). Los terneros alimentados con 1 L de calostro de alta calidad tuvieron una absorción de inmunoglobulina más eficiente que los terneros alimentados con la misma masa de inmunoglobulina en 2 L de calostro (21). Con base en estas observaciones y los resultados de este estudio, los proveedores de cuidado de terneros y veterinarios deben considerar alimentar a los terneros recién nacidos con un volumen más pequeño de calostro de primer ordeño (2-3 L) que contenga al menos 75-100 g / L de IgG. La primera alimentación debe ser seguida por una segunda alimentación de 1.0-1.5 litros de calostro que contenga al menos 75-100 g / L de IgG. El calostro que contiene <75-100 g/L de IgG bovina se puede fortificar con un producto de reemplazo de calostro de alta calidad (22, 23). El concepto es alimentar con un volumen más pequeño pero más concentrado de calostro a los terneros recién nacidos que proporciona una masa adecuada de inmunoglobulinas para tener TPI exitoso. La alimentación con un volumen de calostro más pequeño reducirá el número de terneros recién nacidos que se niegan a amamantar durante al menos 18-36 h después de la alimentación con calostro. Los volúmenes de calostro más pequeños también pueden reducir la incidencia de neumonía por aspiración, mejorar la salud del estómago anterior y abomasal, y tal vez eliminar los cólicos causados por la distensión excesiva del abomaso con la formación de una gran cuajada de calostro (20). Finalmente, aumentará el suministro agrícola de calostro que se puede usar para fortificar las dietas de alimentación líquida de terneros recién nacidos durante los primeros 2-14 días de vida. La alimentación diaria de pequeños volúmenes de calostro de primer ordeño durante los primeros 2-14 días de vida de un ternero ha mejorado la salud intestinal, ha aumentado la ganancia diaria promedio y ha reducido la diarrea neonatal y la neumonía (24, 25).

5. Conclusión

Este estudio muestra que los modelos que utilizan refractometría digital Brix no pueden predecir con precisión la concentración de IgG del calostro de primer ordeño. Sabiendo esto, los proveedores de cuidado de terneros y los veterinarios deben ser conscientes de que solo deben usar límites predeterminados de %Brix al administrar los programas de alimentación con calostro. El calostro de primer ordeño con puntuaciones más altas de % Brix (≥25%) cuando se usa para alimentar volúmenes más pequeños de calostro a terneros recién nacidos es un concepto intrigante que merece más estudio.

Declaración de disponibilidad de datos

Las contribuciones originales presentadas en el estudio se incluyen en el artículo / material complementario, las consultas adicionales pueden dirigirse al autor correspondiente.

Declaración ética

No se requirió revisión ética y aprobación para el estudio en animales de acuerdo con la legislación local y los requisitos institucionales.

Contribuciones del autor

DS: diseño del estudio, análisis de datos, pruebas, redacción: borrador original y edición. RB: redacción: revisión, edición y asistencia con el envío de documentos. LS: supervisión de pruebas de laboratorio, redacción, revisión y edición. NK: análisis estadístico y de datos, redacción, revisión y edición. TE: diseño del estudio, redacción, revisión y edición. Todos los autores contribuyeron al artículo y aprobaron la versión presentada.

Financiación

El Laboratorio de Diagnóstico Veterinario de Wisconsin proporcionó fondos intramuros para el estudio. Los fondos intramuros pagaron los suministros, los costos de prueba, las tarifas de publicación y el uso de un consultor estadístico (NK).

Conflicto de intereses

TE fue empleado de la compañía Land O’ Lakes.

Los autores restantes declaran que la investigación se realizó en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Nota del editor

Todas las afirmaciones expresadas en este artículo son únicamente las de los autores y no representan necesariamente las de sus organizaciones afiliadas, o las del editor, los editores y los revisores. Cualquier producto que pueda ser evaluado en este artículo, o reclamo que pueda ser hecho por su fabricante, no está garantizado ni respaldado por el editor.

Referencias