Introducción

El período de transición es un período crítico para una vaca lechera, ya que necesita ajustar su ingesta de alimento y su metabolismo energético para apoyar la alta producción de leche (1). Dado que el aumento de la ingesta de energía va a la zaga de la alta y prioritaria demanda de energía para la producción de leche, las vacas lecheras suelen caracterizarse por un balance energético negativo al principio de la lactancia. Las vacas que no pueden adaptarse a este cambio en su estado metabólico corren el riesgo de sufrir hipercetonemia (HK), que puede dividirse en cetosis clínica y cetosis subclínica. La cetosis clínica se manifiesta como pérdida de peso, disminución del apetito, disminución de la producción de leche y, a veces, signos neurológicos. La cetosis subclínica se define como un exceso de cuerpos cetónicos (acetona, acetoacetato y β-hidroxibutirato (BHB)) en sangre, pero sin signos clínicos. Las vacas con HK tienen un mayor riesgo de ser retiradas del rebaño, producen menos leche, tienen mayores probabilidades de desarrollar enfermedades, tienen un menor rendimiento reproductivo (2, 3) y causan pérdidas económicas (4-6).

Las prevalencias de puntos a nivel de rebaño de HK reportadas oscilan entre 0 y 80% (7) y entre 11,2 y 36,6% (3, 8, 9). Es probable que la gran variación se deba a las diferencias entre granjas y regiones, pero también es posible que el pequeño número de vacas en riesgo pueda inflar o desinflar este porcentaje. Además, el muestreo repetido aumentará el número de vacas con HK detectadas, lo que puede notificarse como prevalencia o incidencia temprana de la lactancia, ya que se supone que las vacas no tienen HK en el momento del parto (10). El rango de incidencias notificadas también es bastante amplio (11).

La medición de BHB en sangre se considera el estándar de oro para HK y la mayoría de los estudios utilizan una concentración de BHB de ≥1,2 mmol/L en sangre para definir HK. Sin embargo, la monitorización del BHB en la leche también se utiliza habitualmente y muestra buenas correlaciones con el estándar de oro (12). Las ventajas de la toma de muestras de leche sobre las muestras de sangre incluyen que no es invasiva, se puede automatizar y refleja la concentración de BHB durante un período de tiempo más largo. La recogida automatizada y los análisis repetidos de muestras de leche están actualmente disponibles comercialmente con el DeLaval Herd Navigator^™ (HN). El HN analiza muestras de leche de vacas individuales y también proporciona datos en tiempo real sobre la concentración de BHB para la detección de HK. La concentración de BHB en la leche se mide al menos una vez al día de 3 a 20 días en la leche (DIM) y al menos una vez cada 4 días de 20 a 60 DIM. La ventaja del muestreo repetido de BHB en la leche es que puede proporcionar información sobre las métricas de BHB a nivel de vaca, como la duración de los niveles elevados de BHB, la aparición de los niveles altos de BHB y las fluctuaciones de la concentración de BHB. Solo unos pocos estudios investigaron las métricas de BHB (principalmente en sangre) y se centraron en las asociaciones con enfermedades, sacrificio y fertilidad (2, 13). Otros aspectos, como el número de episodios de HK, aún no han sido reportados. La información contenida en las métricas de BHB de la leche puede explicar por qué las incidencias o prevalencias notificadas varían entre las estrategias de prueba y son útiles para interpretar los resultados de las pruebas.

Por lo tanto, el objetivo principal de este estudio fue proporcionar información sobre las métricas de BHB utilizando datos de HN sobre BHB medidos en leche de 3 a 60 DIM. Utilizando diferentes valores de corte de BHB de leche, nos centramos en las siguientes 5 métricas: incidencia acumulada de BHB elevado, inicio de BHB elevado, concentración máxima de BHB, duración de BHB elevado, y el número de episodios de HK. Además, se definen 4 protocolos de prueba que son factibles en la práctica para los datos de 4 a 14 o 21 DIM. El segundo objetivo fue evaluar el rendimiento de los protocolos de ensayo mediante la determinación de las incidencias acumuladas obtenidas.

Materiales y métodos

Datos disponibles

DeLaval (DeLaval Inc., Tumba, Suecia) proporcionó datos históricos de la base de datos Lattec I/S (Lattec I/S, Hillerød, Suecia) de 41 rebaños desde el 1 de julio de 2018 hasta el 30 de junio de 2019 sobre el parto, la fecha de parto, la fecha de sacrificio, las mediciones de BHB en leche de 3 a 60 DIM y la producción diaria de leche. Las granjas estaban ubicadas en Bélgica, Luxemburgo o los Países Bajos.

Las mediciones de BHB fueron ejecutadas por el HN. El HN analiza muestras de leche de vacas individuales y proporciona datos en tiempo real para la detección de cetosis. Un muestreador en línea dentro del AMS tomó automáticamente una muestra representativa de leche de una vaca individual durante el proceso de ordeño. HN analizó esta muestra y midió la concentración de BHB para la detección de cetosis. En los primeros 20 DIM, el BHB se midió al menos una vez al día, pero a veces dos o tres veces. Entre 20 y 60 DIM, la frecuencia de medición se basó en la medición anterior de BHB, pero al menos cada 4 días (14). Los datos de BHB incluyeron valores brutos y suavizados por algoritmos de las mediciones de BHB, pero en este estudio solo se utilizaron valores brutos de BHB para reflejar las concentraciones reales de BHB de las vacas.

Tabla 1. Definición de las métricas de β-hidroxibutirato (BHB) de la leche medidas con el navegador de rebaño.

Protocolos probados

Para facilitar la discusión sobre el efecto de las métricas de BHB en los métodos de prueba, definimos arbitrariamente 4 posibles protocolos de prueba, utilizando el nivel de corte de 0,10 mmol/L. Para evitar posibles efectos de la estrategia de muestreo de la HN en la comparación de los protocolos, se decidió utilizar únicamente los datos de los primeros 20 DIM. Los protocolos diferían en la ventana de prueba utilizada y en la selección de las muestras dentro de las ventanas. Ambas ventanas utilizadas se utilizan habitualmente en las explotaciones agrícolas de los países participantes. Las definiciones se presentan en la Tabla 2.

Tabla 2. Incidencia media acumulada del rebaño (y rango entre paréntesis) de vacas con leche β-hidroxibutirato (BHB) superior a 0,10 mmol/L para 5 protocolos de monitorización diferentes.

Edición de datos

Solo los rebaños que utilizaron una HN al menos desde enero de 2017 se consideraron elegibles porque esto garantizaba que los ganaderos usaran la HN para el manejo de sus vacas durante al menos 1,5 años. En consecuencia, se excluyeron 3 hatos. Se excluyeron 3 rebaños adicionales porque su conjunto de datos no estaba completo. Por lo tanto, comenzamos con un conjunto de datos que contenía 35 rebaños con un total de 149.249 mediciones de BHB y un conjunto de datos que contenía 4.848 vacas, que se fusionaron utilizando identificaciones de vacas únicas y específicas del rebaño. Se excluyeron las mediciones de BHB antes de 3 DIM o después de 60 DIM (n = 1,005), ya que quedan fuera del protocolo de prueba de HN BHB (14). En consecuencia, 148.244 mediciones de BHB permanecieron en el conjunto de datos. Los valores de BHB de la leche oscilaron entre 0,0003 y 1,19 mmol/L. La edición de datos incluyó además la agregación de información por vaca única y la combinación de paridad para: rebaño, número único de vacas, paridad, fecha de parto, primera fecha con una medición de BHB, DIM más bajo con una medición de BHB, última fecha con una medición de BHB, DIM más alto con una medición de BHB, número de mediciones de BHB, concentración máxima de BHB y mediciones de BHB para cada DIM entre 3 y 60 DIM. En caso de que hubiera múltiples mediciones de BHB para una vaca en el mismo DIM, se seleccionó aleatoriamente 1 medición de BHB.

En un siguiente paso, se excluyeron 1.715 vacas ya que las vacas no tenían mediciones de BHB (n = 213), fueron retiradas del rebaño dentro de los 60 DIM (n = 159), la fecha de parto registrada no coincidía con el DIM (n = 37), tenían menos de 16 mediciones de BHB entre 3 y 20 DIM o menos de 9 mediciones de BHB entre 21 y 60 DIM (n = 547), no tuvo una primera medición de BHB dentro de los primeros 5 DIM y no tuvo una última medición de BHB después de 55 DIM (n = 24), que es menor de lo esperado dado el protocolo de prueba HN. Además, se eliminaron las vacas que no tenían una medición de BHB en la fecha seleccionada al azar de acuerdo con los protocolos de prueba que se presentan en la Tabla 2 (n = 735). Esto dio como resultado un conjunto de datos final con 3.133 vacas, cuyos registros se utilizaron en todos los análisis.

De los 35 rebaños, 30 se encontraban en los Países Bajos, 4 en Bélgica y 1 en Luxemburgo. El número medio de vacas incluidas por rebaño después de la edición de los datos fue de 89 (rango = 14-290). La proporción media de vacas para el parto 1, 2 y ≥3 fue, respectivamente, del 25,4% (rango = 7,1-40,6), del 27,7% (rango = 9,1-71,4) y del 46,9% (rango = 27,2-70,4). La producción media de leche por día por rebaño fue de 29,7 kg de leche (rango = 21,2-42,3).

La edición de datos y la estadística descriptiva se realizaron con RStudio y los paquetes dplyr, tidyr y ggplot2 (Versión 1.2.1335 2009-2019 RStudio, Inc.).^©

Resultados

Incidencia acumulada

La mayor incidencia acumulada de HK se encontró cuando se utilizó el punto de corte más bajo de BHB (0,08 mmol/L, 76,7%). Las incidencias acumuladas más altas se encontraron en las vacas de mayor paridad (ver Tabla 3).

Tabla 3. Incidencia acumulada global y específica de paridad por rebaño (N = 35) entre 3 y 60 días en leche con diferentes valores de corte de β-hidroxibutirato (BHB) basados en un conjunto de datos que incluye 3.133 vacas.

Inicio

En la Tabla 4 se presenta la mediana del primer día de BHB elevado para los diferentes valores de corte dentro del rebaño. Dependiendo del valor de corte utilizado, la mediana del primer día de HK aumentó de 8,9 DIM para 0,08 mmol/L a 15,8 DIM para 0,15 mmol/L. El primer día de HK fue más temprano en la lactancia para las vacas de mayor parto.

Tabla 4. Nivel de rebaño (N = 35): mediana del primer día de concentración de β-hidroxibutirato (BHB) en la leche, alcanzando o superando tres valores de corte diferentes para diferentes partos (intervalo entre paréntesis).

Valor máximo de BHB

La mediana de todas las concentraciones máximas de BHB por rebaño fue de 0,11 mmol/L. Encontramos que la mediana de la concentración máxima de BHB fue menor para las vacas con parto 1 (0,09 mmol/L) en comparación con el parto 2 (0,10 mmol/L) y las vacas con parto 3 o superior (0,13 mmol/L).

Duración consecutiva del período elevado de BHB y episodios de HK dentro de ese período

En el Cuadro 5 se muestra la duración consecutiva de HK para diferentes valores de corte. La duración consecutiva más larga de HK disminuye con valores de corte de BHB más altos, excepto para la paridad 1. La proporción de vacas por rebaño con uno o más episodios de HK es la más alta para el valor de corte de 0,08 mmol/L y la paridad ≥3 y disminuye a mayor valor de corte y menor paridad.

Tabla 5. Media (y rango entre paréntesis) de duración consecutiva y proporción del número de episodios de hipercetonemia (HK) con diferentes valores de corte de β-hidroxibutirato (BHB) en leche (mmol/L) a nivel de rebaño para 35 rebaños.

Protocolos de prueba

En la Tabla 2 se muestra la incidencia acumulada para los diferentes protocolos de prueba, lo que muestra que tanto la ventana de prueba como el número de muestras tomadas dentro de esta ventana tienen un efecto sobre la incidencia acumulada.

Discusión

Demostramos que la incidencia acumulada de BHB en leche detectada en los primeros 60 DIM depende en gran medida del valor de corte seleccionado, ya que la incidencia acumulada varía entre el 30,5 y el 76,7%. Aunque la dirección de estos hallazgos es obvia, consideramos que la información sobre la cantidad de variación es valiosa, ya que esta información generalmente no se proporciona en los estudios y tiene un impacto en los usuarios (por ejemplo, del HN). Las primeras concentraciones elevadas de BHB fueron, dependiendo del valor de corte utilizado, aproximadamente entre 1 y 3 semanas después del parto. Ilustramos que para las vacas de mayor parto, la incidencia de HK fue mayor, las concentraciones máximas de BHB fueron más altas, el inicio de la HK fue más temprano después del parto y el número de episodios de HK fue mayor en comparación con las vacas de menor parto. Utilizando diferentes protocolos de prueba, encontramos que un aumento en la frecuencia de muestreo tenía un gran impacto en la incidencia calculada de HK (protocolo de comparación B y C), mientras que la extensión de la ventana de prueba tenía un efecto similar (protocolo de comparación A y B). Mostramos que una disminución relativamente pequeña en el valor de corte de BHB resultó en una incidencia de HK dos o, a veces, tres veces mayor y también afectó otros aspectos de las métricas de BHB.

Los estudios realizados en la última década muestran diferentes porcentajes de vacas lecheras con hipercetonemia (1, 7, 8, 16). En el presente estudio hemos demostrado que al menos algunas de las diferencias pueden explicarse fácilmente por el valor de corte seleccionado, la frecuencia de muestreo, la duración de la ventana de prueba y la composición de paridad del rebaño participante. Como han señalado otros, estos factores deben tenerse en cuenta a la hora de comparar el porcentaje de vacas con hipercetonemia (12, 17, 18).

La mediana de inicio de 8,9 días al punto de corte de 0,08 mmol/L fue similar a la encontrada en otros estudios. Otros encontraron un inicio medio de hipercetonemia de 9,06 ± 0,86 días con un punto de corte de 1,2 mmol/L en las muestras de sangre (19) y una incidencia máxima de hipercetonemia a los 5 DIM (2). Estudios previos demostraron que el momento de aparición de la hipercetonemia en combinación con el nivel de BHB al inicio de la HK es un indicador importante del rendimiento individual de las vacas (2, 20). Sin embargo, en la mayoría de estos estudios, las vacas fueron muestreadas durante un período de tiempo más corto. Como se ilustra en este estudio, esto disminuirá la incidencia acumulada y también podría afectar el inicio medio de la HK. Además, dado que la mediana de inicio de HK supera el umbral de los 14 días, en particular cuando se utiliza el valor de corte de 0,15 mmol/L, parece necesario continuar con las mediciones de BHB durante 3 semanas para medir el rendimiento individual de las vacas.

Las vacas de parto más bajo tenían una mediana más baja de la concentración máxima de BHB y el rango más estrecho. Esto concuerda con otros estudios en los que las vacas de tercer parto en adelante muestran concentraciones de BHB más altas que las vacas y novillas de segundo parto (1, 8, 21). El valor máximo de BHB alcanzado podría ser una métrica importante de HK en términos de gravedad de HK. Sin embargo, en este estudio, no pudimos ni pretendimos evaluar las consecuencias de la concentración máxima de BHB. Sugerimos que esto pueda ser utilizado para evaluar en estudios futuros.

La duración de HK no fue muy sensible a los valores de corte y varió entre 4,1 y 3,0 días con valores de corte crecientes. Esto es similar a los resultados de otro estudio en el que se encontró una mediana de tiempo de 5 días desde la primera prueba de BHB elevada hasta la primera prueba por debajo del valor de corte de 1,2 mmol/L en sangre (2). Además, se encontró una mediana de duración de 3 a 4 días con un protocolo de prueba una vez cada 3 a 4 días en sangre (16).

Después del primer episodio de concentraciones elevadas de BHB, la mediana del número de episodios de HK que experimentan las vacas es de 2,2 con un valor de corte de 0,08 mmol/L y disminuye a 0,9 al aumentar el punto de corte a 0,15 mmol/L. Si bien la proporción de vacas por rebaño que no experimentan episodios de HK aumenta para valores de corte más altos de 24.7 a 71.2 por ciento, el número medio de episodios de HK también es mayor para vacas de parto más alto. Esto sugiere que las vacas más viejas tienen más dificultades para recuperarse del balance energético negativo. Otra explicación es que la incidencia de la cetosis tipo I frente a la cetosis tipo II es diferente para las vacas mayores, ya que otros han sugerido que la recuperación para ambos tipos puede no ser similar.

Evaluamos el efecto de las métricas de HK en 4 protocolos de prueba arbitrarios. Parecía que una frecuencia de prueba más alta aumenta la sensibilidad de un protocolo de prueba de HK. El porcentaje encontrado en el protocolo A en comparación con B y C muestra que la ampliación del número de días de la ventana de prueba de 4-14 a 4-21 días también aumenta la posibilidad de encontrar animales que experimenten HK. Por lo tanto, la alta frecuencia de prueba y la amplia ventana de prueba del protocolo HN obviamente contribuyen a la incidencia observada mucho más alta en comparación con todos los protocolos alternativos. Otros demostraron que la etapa de lactancia en el momento de la prueba influye en la incidencia de HK (12).

Utilizando la muestra de conveniencia de 35 rebaños, es probable que hayamos seleccionado a los ganaderos que tienen un interés especial en el monitoreo de enfermedades y que probablemente estén motivados para mejorar la salud de las vacas en transición. No se sabe si los agricultores estaban motivados, por ejemplo, por un número menor o elevado de enfermedades y se supone que ninguno de estos grupos está sobrerrepresentado en nuestra muestra. Como el tamaño de los rebaños y su nivel de producción también es comparable con el de otras granjas en los países mencionados, creemos que los rebaños son una representación justa de todos los rebaños de la región. Aunque la eliminación de las vacas puede afectar a la incidencia acumulada, el Tribunal consideró que era necesario para nuestros análisis y estaba justificado, ya que no disponía de datos fiables sobre los motivos del sacrificio.

La selección de un determinado nivel de corte y protocolo de prueba tiene un impacto en la incidencia observada de HK. Si solo se utiliza un protocolo para la vigilancia de la BHB con el objetivo de detectar un aumento o disminución de la incidencia con la opción de realizar intervenciones a nivel de rebaño, es sobre todo importante utilizar continuamente el mismo punto de corte y el mismo protocolo. También para la evaluación comparativa entre explotaciones se requieren métodos uniformes, y esto probablemente se pueda lograr mejor mediante pruebas automatizadas. Si se utiliza un protocolo en particular para la identificación de las vacas que necesitan un tratamiento, es importante investigar más a fondo si, para un protocolo determinado, se necesita un valor de corte específico de paridad para la concentración de BHB.

En conclusión, demostramos que el aumento del valor de corte del BHB de la leche tiene un efecto anticipado en la incidencia acumulada de HK. Aunque la dirección de los hallazgos es obvia, consideramos que la información sobre la cantidad de variación en la incidencia acumulada de HK con diferentes valores de corte de BHB en la leche es valiosa, ya que esta información generalmente no se proporciona en los estudios y tiene un impacto en los usuarios (p. ej., del HN). También explica por qué las incidencias o prevalencias reportadas anteriormente varían tanto. Nuestros datos también sugieren que el inicio de la HK ocurre con frecuencia después de los 14 DIM y que las vacas de mayor paridad que se recuperaron de un período de HK, a menudo experimentan uno o más episodios adicionales de HK. Además, los 4 protocolos de prueba definidos indicaron que una diferencia en el período de prueba y la selección de la muestra tiene un gran impacto en la incidencia observada de HK. Por lo tanto, para determinar si HK es un problema a nivel de granja, se debe tener en cuenta el protocolo elegido, mientras que la evaluación comparativa de HK entre granjas también requiere un protocolo de monitoreo similar. La información obtenida se puede utilizar para comenzar a discutir si los algoritmos de vigilancia y detección pueden usar diferentes valores de corte y protocolos de prueba para rebaños y vacas individuales.

Declaración de disponibilidad de datos

Los datos analizados en este estudio están sujetos a las siguientes licencias/restricciones: los datos son propiedad de una empresa comercial. Las solicitudes de acceso a estos conjuntos de datos deben dirigirse a HV Hendrik.Veldman@delaval.com.

Declaración ética

No se requirió aprobación ética para los estudios con animales de acuerdo con la legislación local y los requisitos institucionales, ya que se utilizaron datos de mediciones en leche, que se recopilaron de forma no invasiva durante el proceso de ordeño regular. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de los propietarios para la participación de sus animales en este estudio.

Contribuciones de los autores

EJ: Curación de datos, Análisis formal, Metodología, Software, Redacción – borrador original. AR-D: Conceptualización, Obtención de Fondos, Recursos, Supervisión, Redacción – Revisión y Edición. HV: Conceptualización, Obtención de Fondos, Recursos, Supervisión, Redacción, Revisión y Edición. WS: Conceptualización, Supervisión, Redacción – revisión y edición, Metodología. RJ: Supervisión, Redacción – revisión y edición.

Financiación

El/los autor/es declara(n) haber recibido apoyo financiero para la investigación, autoría y/o publicación de este artículo. Delaval Benelux y Elanco Benelux cubrieron los costes de tramitación de los artículos y reembolsaron los gastos de viaje de EJ. No recibimos ningún otro financiamiento.

Reconocimientos

Nos gustaría agradecer a Lattec por proporcionar y poner a disposición los datos para este estudio. Además, nos gustaría agradecer a todos los agricultores por su contribución a este estudio.

Conflicto de intereses

AR-D es empleado de Elanco Benelux y HV es empleado de DeLaval Benelux. EJ era estudiante cuando realizó el estudio. WS y RJ supervisaron a EJ y no recibieron fondos adicionales.

Los autores declaran que este estudio recibió financiación de Delaval Benelux y Elanco Benelux. El financiador tuvo la siguiente participación en el estudio: costos de procesamiento de artículos.

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, ni las del editor, los editores y los revisores. Cualquier producto que pueda ser evaluado en este artículo, o afirmación que pueda ser hecha por su fabricante, no está garantizado ni respaldado por el editor.

Referencias