Bases fisiológicas de la Incubación en las gallinas domésticas.II

MVZ. M.C. Marco Antonio Juárez Estrada
Departamento de Medicina y Zootecnia de las Aves
FMVZ.- UNAM.
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La mayor contribución de las aves adultas a los embriones es la transferencia de calor a los huevos (conducción) a partir de su zona de aptérilo (región anatómica sin plumas), las madres son capaces de sensar la To del embrión, si existe baja temperatura ambiental son capaces de reaccionar para producir mayor calor metabólico, éste aumenta de forma externa debido a un incremento en la irrigación sanguínea del tórax y abdomen; el grado o magnitud de esta transferencia calórica se encuentra influida por el tamaño del huevo, en la incubación artificial esta transferencia de calor se efectúa por medio de la convección del aire alrededor del huevo y la favorece la ventilación. Conforme el embrión se desarrolla su To aumenta, esto se debe a un incremento del metabolismo energético debido al uso del vitelo como fuente de energía para la síntesis de tejidos nuevos. De acuerdo a los requerimientos de temperatura externa por parte del embrión (convección) la incubación se puede dividir en tres etapas: Endotérmica de 1-10 días DE (el embrión requiere calor externo), Neutra de 11-14 DE (Equilibrio térmico) y Exotérmica del día 15 al 21 DE (el embrión elimina calor al ambiente). Actualmente la producción de calor en los embriones de alta conformación (engorda) se ha vuelto crítica, sobre todo al final del proceso de incubación, ya que si no se enfrían apropiadamente, la condición de los embriones se puede deteriorar. Se ha determinado que el avance genético en las últimas tres décadas ha modificado la tasa de crecimiento embrionario, éste a su vez ha modificado la tasa metabólica del embrión, este cambio ha sido más acusado en las aves de alta conformación, lo cual ha conducido que al comparar el metabolismo de los embriones de la década de los 70 ́s que producían calóricamente en promedio 0.11 Watts/huevo, con los embriones actuales del siglo XXI, los cuales producen 0.16 Watt/huevo, es notable la mayor cantidad de calor producido por estos huevos, la cual se ha incrementado de 31 hasta 33%. La Doctora Barbara Tzschenkte verificó la producción metabólica de calor (Watt/1000 huevos) de dos estirpes modernas de pollo de engorda y una de gallina productora de huevo para plato y las comparó con una raza de pollo de carne tradicional europea (North Holland Blue Breed), lo que observó es que las estirpes de pollo difieren significativamente en su producción de calor, la cual es muy alta sobre todo en los embriones a término. El cuadro 1 ejemplifica la producción total de calor por cada 1000 huevos en diferentes días de la incubación.

Lo ideal para verificar apropiadamente el metabolismo basal y la producción de calor de cada embrión sería tomar la temperatura directa del mismo embrión, sin embargo, no es posible ya que se tendría que destruir el cascarón y por lo tanto se alteraría la integridad del embrión, por lo cual es recomendable emplear una técnica no destructiva para medir más certeramente la producción de calor del embrión, la forma más apropiada de hacerlo es tomar directamente la temperatura del cascarón (EST) por medio de un termómetro laser de contacto. La producción de calor de los embriones de alta conformación (engorda) es mucho más crítica al final del proceso de incubación, sobre todo si los huevos incubados son de mayor tamaño. Como se observa en el cuadro 1, existe una diferencia en la tasa de producción de calor entre embriones más jóvenes y casi a término, por lo cual es ampliamente recomendable utilizar sólo un sistema de incubación, el de tipo unietápico (Todos los huevos se incuban al mismo tiempo y todos eclosionan a la vez); adicionalmente, es recomendable que la programación de la temperatura del termostato de la máquina se ajuste a lo largo del proceso de incubación, con la finalidad de que la temperatura de incubación a nivel del cascarón se mantenga a lo largo de todo el proceso incubatorio en 37.8oC, temperatura que de acuerdo a Lourens et al (2005) es la óptima para lograr los mejores resultados en Gallus gallus; y no debe programarse el termostato únicamente para calentar el aire de la máquina, ya que éste siempre va a mostrar un gradiente diferente con relación a la temperatura del cascarón; con una apropiada programación del bulbo seco de acuerdo a la raza o estirpe de las aves se optimiza la To interna del embrión lo cual conduce a nacimientos satisfactorios.

Cuadro 1. Producción metabólica de calor (W/1000 huevos) de una estirpe moderna de gallina de huevo y dos de carne comparadas con una raza de carne tradicional (North Holland Blue Breed).

Janke, Tzschenktke and Boerjan (2004) Abstract World’s Poultry Congress Istanbul Turkey, June 2004** Romjin C and Lokhorst W (1960) Foetal heat production in the fowl. J of Physiology 150:239-249.

Elibol y Brake en 2008 verificaron que los huevos de mayor tamaño que se encontraban más lejos al flujo convectivo de ventilación, al momento de la transferencia hacia las máquinas nacedoras (18 días de DE), estos huevos grandes tenían mayor temperatura a nivel del cascarón que los huevos de menor tamaño coloca- dos cerca o lejos del ventilador; se ha observado que sí no se disipa apropiadamente este exceso de calor por medio de la ventilación aunada al calor intrínseco del aire dentro de la máquina incubadora o nacedora, esto puede ser perjudicial para la futura eclosión de los embriones. En el cuadro 2 se ejemplifica el efecto del tamaño del huevo sobre el grado de producción de calor y la dificultad para la disipación de éste de acuerdo a qué tan lejos o cerca se encuentren estos huevos del ventilador.

Cuadro 2. Temperaturas del cascarón a la transferencia (18 días DE) en huevos de diferente tamaño (Ross 308) incubados a 37.4ºC en el bulbo seco y 28.9ºC en bulbo húmedo, cerca y lejos del ventilador (Inc. ®Petersime 576).

Posición respecto al ventilador

*Promedio + DE con literal diferente por columna difiere significativamente (P<0.05.) ELIBOL Y BRAKE. Poult Sci 2008; 87:1913-18.

A mayor masa de huevo en la fase endotérmica se requiere mayor temperatura en la programación, de acuerdo al tipo de lote que tengamos deberá ajustarse el protocolo de incubación, no sólo la To, también la H.R., la ventilación y el movimiento. Se debe programar siempre la temperatura del termostato con la finalidad de evitar problemas de sobre calentamiento en los embriones. En el cuadro 3, se ejemplifica la programación del bulbo seco del termostato para la incubación uniétapica de los huevos de una estirpe de postura semiligera y una estirpe de pollo de engorda.

En las aves precociales el cero fisiológico (tasa de crecimiento lenta) se encuentra alrededor de los 23.7oC, esta variable contribuye a que logísticamente el huevo fértil se pueda recolectar y almacenar para su incubación posterior. El almacenaje además de favorecer un aumento de evaporación con el consecuente incremento de la cámara de aire tiene un efecto directo sobre los componentes del huevo. Un almacenaje prolongado afecta al embrión y disminuye la incubabilidad del lote, por lo cual se requiere un estricto control de las variables ambientales que se utilizan durante la incubación; el periodo ideal de almacenaje debe ser de 3 a 6 días, las condiciones de To y H.R. varían de acuerdo a la edad de las aves progenitoras, el huevo de aves jóvenes requiere menor temperatura y puede almacenarse más tiempo, en tanto que los huevos de aves viejas se deben almacenar a mayor To durante menos tiempo.

Cuadro 3. Selección de temperatura recomendada para la incubación uniétapica de una estirpe de postura semipesada y una estirpe de engorda*.

* Janke, Tzschenkthke and Boerjan (2004) Abstract Wold’s Poultry Congress Istanbul Turkey, June 2004.

En el cuadro 4 se ejemplifican las condiciones de almacenamiento de acuerdo a la edad de las aves reproductoras pesadas. Almacenar huevos más de 7 días a 17oC disminuye la incubabilidad y natalidad, además, almacenar huevos hasta por 14 días añade de 10 a 12 horas más al periodo total de incubación, lo cual origina una ventana de nacimientos (desde que nace el primero hasta el último pollito) muy amplía, dejando pollitos atrás de la recolección. Un almacenaje menor a 7 días es muy aceptable ya que se optimiza la calidad de los componentes del huevo, el desarrollo embrionario, la supervivencia del embrión, la incubabilidad y la calidad del pollito.

Cuadro 4. Almacenaje óptimo en aves reproductoras pesadas.

Un método para reducir los efectos negativos de un amplio periodo de almacenaje consiste en incubar los huevos previamente a su almacenamiento (IPREAL). Petek y Dikmen en el 2006 determinaron que los huevos de aves reproductoras pesadas de 37 semanas de edad que se sometieron a una pre-incubación (38oC) durante 8 horas y después se almacenaron hasta 5 días (14oC), presentaron los mejores resultados en cuanto a natalidad e incubabilidad, además mostraron menor mortalidad embrionaria total, esto con rela- ción a las condiciones estándar bajo las cuales se almacenaron huevos del mismo origen que fueron empleados como grupo control, (Almacenaje de 5 días sin proporcionar ningún tipo de IPREAL) y que se incubaron bajo las mismas condiciones de los grupos que sí recibieron un tratamiento de IPREAL, los resultados de este estudio se muestran en el cuadro 5.

CUADRO 5. Huevos fértiles con preincubación a 38ºC durante 8 horas y 5 días de almacenaje (14ºC) presentan los mejores resultados de natalidad, incubabilidad y mortalidad del embrión.

* Literales diferentes dentro de una columna difieren significativamente (P<0.01). PETEK Y DIKMEN, Czech J Anim Sci 2006; 51: (2) 73-77.

Al inicio del DE el intercambio gaseoso se efectúa a través de un amplia área de irrigación de vasos sanguíneos que se forma y desplaza a través de la superficie del vitelo (vasculosa), ésta funciona muy bien durante los primeros 4.5 días DE; posteriormente alrededor del día 6 del DE, la MCA comienza fuertemente su funcionamiento; ambas estructuras extra embrionarias favorecen la difusión e intercambio de oxígeno (O2), bióxido de carbono (CO2) y vapor de H2O entre el medio ambiente y la sangre del embrión (Tullett y Deeming, 1982). El intercambio de gases se facilita con base a la diferencia de gradientes de perfusión entre el interior del huevo y el ambiente, lo cual es fundamental para el desarrollo embrionario durante la incubación, ya que si éste no es apropiado se puede afectar la viabilidad del embrión (Tullett y Deeming, 1982; Tona et al, 2007). Aunque el O2 es el gas que impulsa la maquinaria metabólica de las células embrionarias con el fin de obtener un desarrollo complejo, la producción y presencia del CO2 es imprescindible en la generación de la presión interna que favorece el intercambio gaseoso (Rahn y Ar, 1979; Tullett y Deeming, 1982). La MCA es el órgano de respiración más importante durante los primeros dos tercios de la incubación, posteriormente al momento del picaje interno (19.5 DE) cesa paulatinamente su función y los pulmones toman este papel, este es el periodo más crítico del DE, es el momento en que si la incubación se realizó adecuadamente y se cuenta con un embrión fuerte, bien desarrollado y las condiciones de eclosión fueron apropiadas se tiene éxito, si no, muchos embriones mueren durante esta fase crítica de transición. De manera artificial los huevos de gallina son incubados en un ambiente con 21% de O2 en presencia de 0.04 a 0.5% de CO2 durante los diferentes períodos de la incubación. La ventilación en las incubadoras favorece el ingreso de O2 para el embrión y contribuye a eliminar el exceso de CO2 generado por los embriones.

Los requerimientos de O2 y eliminación de CO2 varían a lo largo del proceso incubatorio, al inicio 1,000 huevos fértiles van a absorber 0.5 pies cúbicos por hora y expulsan al mismo tiempo CO2 (0.29 pies3), al día 5 requieren 1.17 pies3 y eliminan 0.58 pies3 de CO2; al día 10 DE requieren de 3.79 pies3 (O2) y eliminan 1.92 pies3 (CO2); al día 15 absorben 22.7 pies3 de O2 y expulsan 11.5 pies3 de CO2; al día 21 necesitan 45.4 pies3 de O2 y eliminan 23 pies3 de CO2; al momento de picar requieren 90 pies3 más de O2 y eliminan 79.3 pies3 de CO2. La presencia y cantidad específica de CO2 a lo largo del proceso de incubación es muy importante en el DE, se consideraba que concentraciones altas de CO2 (superiores a 3-4%) durante todo el ciclo de la incubación eran perjudiciales para el desarrollo del embrión ya que pueden llegar a ocasionar hipertrofia cardíaca, estrechez de la aorta, hipertensión pulmonar, aumento de mortalidad embrionaria y mayor predisposición a Síndrome Ascítico (Sadler et al, 1954; Owen, 1991). Sin embargo, investigaciones recientes han mostrado que la hipercapnia micro-ambiental y embrionaria de 0.9-1.2% (CO2) dentro de la incubadora (incubación cápnica, ICap) durante la primer mitad de la incubación es benéfica para el DE (Gildersleeve y Boeschen, 1983; De Smit et al, 2006; Tona et al, 2007; Willemsen et al, 2008). Se ha observado que la ICap aumenta la tasa de crecimiento embrionario, favorece la utilización de los nutrientes del saco vitelino, incrementa la masa volumétrica de la MCA, todo ello contribuye a obtener un embrión más desarrollado al momento de la transferencia (periodo crítico), logrando al final una mayor cantidad de polluelos con excelentes características de calidad a partir de los huevos fértiles (Incubabilidad). De Smit et al (2006) al efectuar una ICap no ventilando la incubadora logró un aumento gradual del 1.0% de CO2 en huevos de reproductoras Ross 308 de 60 semanas de edad determinando una diferencia de incubabilidad de 4 puntos porcentuales con relación al grupo de ventilación estándar, mientras que al obtener con este mismo sistema ICap un 1.5% de CO2 durante los primeros 10 días de incubación de huevos de reproductoras de 45 semanas de edad, aunque sólo observaron una mejora de incubabilidad de 1%, determinaron que esta condición ambiental en ambas edades y con la hipercapnia ambiental obtenida se favorece una eclosión más temprana (484 h versus 494 h) con una ventana de nacimientos más estrecha, además de observar un mayor crecimiento del embrión en los grupos que recibieron la ICap, obtuvieron más pollitos que mostraron mejor desenvolvimiento en el crecimiento después de su eclosión. López et al (2011) indica que al inducir un sistema de alta concentración de CO2 durante la primer mitad del periodo de incubación de manera natural, hubo menor porcentaje de embriones en mala posición y mayor porcentaje de nacimientos a partir de huevos fértiles de aves reproductoras ligeras y pesadas.

Un incremento de CO2 de 0.87 hasta 1.2%, mostró un efecto positivo en el DE y un diferencial de peso del embrión con relación al grupo de aves que no tuvieron una IC (Bruggeman et al, 2007, López, 2011). Es decir, la tolerancia de los embriones al CO2 se modifica conforme avanza el DE, si en los primeros 4 días la concentración de CO2 incrementa súbitamente hasta 1% puede ser letal para el embrión (Taylor et al, 1956). Lo cual indica la sensibilidad de los embriones a altas concentraciones de CO2 durante este periodo, esto posiblemente se encuentre relacionado con la falta de capacidad buffer de los embriones en una fase muy temprana para poder manejar apropiadamente altos niveles de CO2 durante este periodo temprano de la incubación (Bruggeman et al, 2007). Durante los días 5 y 8 DE, los embriones pueden sobrevivir a concentraciones de hasta 3% de CO2, entre los días 9 y 12 de incubación los embriones pueden sobrevivir concentraciones de hasta 5% de CO2 (Sadler et al, 1954; Taylor y Kreutziger, 1965). Dicha tolerancia puede deberse al rápido establecimiento del sistema respiratorio a través de la MCA, que a las 96 horas de DE se encuentra ya formada y a las 192 horas de DE hace contacto directo con el cascarón (De Smit et al, 2006; Bruggeman et al, 2007). El incremento de CO2 tiende a lograr efectos similares a la hipoxia, promueve el desarrollo y funcionamiento de determinados órganos del embrión, favorece una eclosión temprana y optimiza la incubabilidad (De Smit et al, 2006, Tona et al. 2007, Bahadoran et al, 2010), en la figura 4 se observa la inducción de hipoxia transitoria en un sistema de incubación cápnica.

El movimiento del huevo durante la incubación favorece el desplazamiento primario de la vasculosa, promueve el adecuado cierre de la MCA al día 11 DE, acelera el intercambio de iones del albumen circundante hacia el embrión, contribuye a aumentar la cantidad de líquido en la cavidad sub-germinal. Si el huevo no se mueve por lo menos de 5 a 24 veces al día puede haber fallas en el DE, éstas incluyen un mal cierre de la MCA, un mal aprovechamiento del albumen, disminución en el intercambio gaseoso, colapso de las membranas, embrión adherido a la parte lateral del cascarón, mal posicionamiento del embrión que conduce a una mala posición del embrión al picaje interno y externo, lo cual aumenta significativamente la mortalidad embrionaria total. El periodo crítico para dar el movimiento en un ángulo lateral de 45o a lo largo del eje perpendicular del huevo colocado con la punta aguda hacia abajo en la bandeja es del día 2 al 15 DE, aunque lo práctico es hacerlo del día 1 al 18 DE (transferencia).

*Agradecimiento a la D.G.A.P.A.- U.N.A.M. por el apoyo otorgado a través del proyecto PAPIIT IN 220909-3, el cual ha contribuido al estudio y optimización de algunas de las variables fisiológicas referidas en el presente escrito.

LITERATURA CONSULTADA

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• AR A, RAHN H. Interdependence of gas conductance, incubation length, and weight of the avian egg. Resp Funct in Birds, Adult and Embryo 1979; 227-236.
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• ARA.Gas exchangee of the avian embryoat altitude-The half-empty glass. Funktionsanalyse biologischer Systeme 1993; 23: 339-350.
• BAHADORAN S, HASSANZADEH M, ZAMANIMOGHADDAM AK. Effect of chronic hypoxia during the early stage of incubation on prenatal and postnatal parameters related to ascites syndrome in broiler chickens. Iranian J of Vet Res 2010; 11(1):64-71.
• BANWELL R. Más pollos y de mejor calidad con el sistema de Petersime de pérdida de peso. Boletín Técnico. Petersime N.V. 2008:1-4.
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Artículo publicado en Los Avicultores y su Entorno Agosto- Septiembre 2012