Cómo ayuda el betacaroteno a mejorar la tasa de éxito de la inseminación en las vacas.

Por Jolan Lemmens

El éxito en la primera inseminación es fundamental para conseguir un rendimiento reproductivo óptimo en las vacas lecheras. La fertilidad de las vacas lecheras lactantes ha disminuido en las últimas décadas. En los sistemas de pastoreo, como en Irlanda y Nueva Zelanda, las tasas de concepción a la primera inseminación varían entre el 39 y el 52%, mientras que las tasas en los sistemas de feedlot son tan bajas como el 30 o el 40% [1]. Una inseminación fallida puede conducir a un aumento del intervalo entre partos, del número de inseminaciones, del tratamiento reproductivo, de la alimentación, del sacrificio y de las novillas de reemplazo. Todo ello conlleva unos costes adicionales que pueden ascender a una media de 290 euros [2].

Por lo tanto, los resultados de una menor fertilidad reducen la rentabilidad de la ganadería lechera. Sin embargo, la fertilidad es un tema complejo que depende de muchos factores, como la raza, la estación y la dieta. Por tanto, determinar la biología fundamental de la vaca lechera que contribuye a una fertilidad insuficiente e idear métodos para aumentar la fertilidad son dos de las mayores dificultades a las que se enfrentan los biólogos de la reproducción, los nutricionistas y los genetistas.

La nutrición es uno de los factores esenciales en la gestación, en la que el betacaroteno también tiene una función importante[3]. En este artículo, nos centramos en el efecto del betacaroteno en la primera etapa del embarazo: la ovulación.

¿Qué es el betacaroteno?

El beta-caroteno es una provitamina de la vitamina A. Esto significa que el beta-caroteno se convierte en vitamina A en el cuerpo, sin embargo, también actúa de forma independiente de la vitamina A. Se encuentra en las verduras de hoja verde (como las espinacas), las coles, las zanahorias, los mangos y las mandarinas y da el color naranja característico a algunas de estas verduras y frutas. En la ganadería lechera, el betacaroteno lo aportan principalmente los forrajes.

Para el ganado vacuno, se ha calculado que una media de 1 mg de betacaroteno equivale a 400 UI de vitamina A. Una vaca lactante necesita hasta 300 mg de betacaroteno al día [4].

¿Cuál es el efecto del betacaroteno en el rendimiento reproductivo?

El betacaroteno está asociado a numerosos beneficios, como la salud de la piel, la salud pulmonar, la salud ocular, una mejor función cognitiva e una reducción del riesgo de ciertos cánceres. Además de todos estos beneficios, el betacaroteno también sirve como antioxidante. Y es precisamente esta función la que ayuda a mejorar la fertilidad.

Niveles bajos de betacaroteno y vitamina A provocan una mayor duración del estro, un retraso en la ovulación, un desarrollo más lento del cuerpo amarillo y un aumento de la incidencia de quistes ováricos. Todo ello conduce a una baja tasa de concepción y a un mayor número de abortos al principio de la gestación. Así pues, el rendimiento reproductivo del ganado mejora con la suplementación dietética de betacaroteno, incluso cuando la dieta se complementa con vitamina A [5].

Cómo influye el betacaroteno en la ovulación.

Transformación del betacaroteno en vitamina A.

El betacaroteno es un precursor de la vitamina A. Se transforma en vitamina A (retinol) en los tejidos en formación, como la placenta, el saco vitelino y el embrión [6]. A diferencia de la vitamina A, el betacaroteno no es tóxico ni siquiera cuando se consume en cantidades elevadas [7].

El betacaroteno intacto puede ser absorbido de la circulación materna por los tejidos en formación. Luego puede ser dividido por la beta-caroteno-15,15′-oxigenasa embrionaria (CMOI) para sintetizar retinaldehído para el embrión localmente. A continuación, el retinaldehído se transforma en vitamina A (retinol) mediante la alcohol deshidrogenasa (ADH) o la retinol deshidrogenasa (RDH) (véase la figura). La conversión completa de todo el betacaroteno ingestado en vitamina A prácticamente no se realiza. Alrededor del 17%-45% del betacaroteno consumido se libera en su forma intacta [6].

La vitamina A materna tiene una importante función en el desarrollo y/o mantenimiento de la placenta. La vitamina A es fundamental en el resultado reproductivo de la vaca, tanto en el momento de la inseminación como a lo largo de la gestación. Su deficiencia puede conducir a un fallo completo de la reproducción antes de la implantación o a la reabsorción o malformación del feto [8].

Antioxidante y estrés oxidativo

Se ha demostrado que el betacaroteno contribuye de forma beneficiosa al desarrollo de los ovarios y a la esteroidogénesis [7]. La esteroidogénesis es el proceso mediante el cual las células ováricas producen hormonas, como la progesterona, para el mantenimiento de los tejidos reproductivos, la regulación de la función ovárica y la ovulación, y el establecimiento y mantenimiento del embarazo [9]. Además, el betacaroteno es importante para el desarrollo de los ovocitos [7]. Un ovocito es un huevo inmaduro dentro de un folículo. Normalmente, sólo un ovocito se desarrolla en un óvulo maduro, listo para la ovulación y, en una fase posterior, para la fertilización. Por tanto, la calidad de los ovocitos es de gran importancia. Sin embargo, esta calidad se ve afectada por un proceso conocido como estrés oxidativo. El estrés oxidativo está implicado en la disminución de la calidad de los ovocitos.

En el cuerpo, el estrés oxidativo es inducido por un exceso de las especies de oxígeno reactivo (EOR). Estas EOR son moléculas inestables llamadas radicales libres que contienen oxígeno. Los radicales libres pueden dañar las células robando sus electrones (en un proceso llamado oxidación) (véase la figura 2).

Estos radicales libres pueden ser neutralizados por los antioxidantes celulares. Cuando hay un aumento de EOR y una disminución de antioxidantes, el resultado es el estrés oxidativo (véase la figura 2). Pero, ¿cómo afecta todo esto a la fertilidad?

Existe un equilibrio necesario entre las EOR y los antioxidantes para el desarrollo de un ovocito competente (véase la figura 3). La supresión de las EOR tiene consecuencias negativas en el desarrollo del ovocito, ya que las EOR también regulan el microambiente del ovocito. Sin embargo, un alto nivel de EOR y un bajo nivel de antioxidantes también tienen como resultado una reducción del resultado del embarazo [7],[10].

Las EOR se producen principalmente en las mitocondrias como subproductos del metabolismo. Se sabe que las mitocondrias son abundantes en los ovocitos de los mamíferos completamente maduros y tienen un rol funcional en la fertilización y el desarrollo. Un exceso de EOR altera la distribución de las mitocondrias y daña las proteínas celulares y el ADN. Además, se ha sugerido que un exceso de EOR inhibe la maduración celular e incluso conduce a la muerte celular [7].

Entonces, ¿cuál es el function del betacaroteno en este proceso? El betacaroteno es un fuerte antioxidante y neutraliza completamente los radicales libres, evitando que las EOR puedan dañar las células de la vaca (y en este caso las células de los ovocitos). Así, el betacaroteno funciona como un eliminador de radicales libres: dona un electrón a la célula del ovocito que ha perdido un electrón debido a la oxidación, parando eficazmente el daño celular. Además, el betacaroteno no sólo reduce los EOR, sino que incluso puede restablecer la actividad de la célula.

Fertitop

Fertitop de Resco es un bolo diseñado para la preparación de la vaca para el estro y la reproducción y, en consecuencia, para aumentar el éxito de la inseminación. El bolo libera lentamente minerales, vitaminas y betacaroteno durante 8 días. Fertitop libera una cantidad diaria de 300 mg de betacaroteno. Se ha demostrado que Fertitop aumenta el éxito de la inseminación. Para leer sobre los ensayos que demuestran la eficacia de Fertitop, haga clic aquí. Para acceder a la página del producto, haga clic aquí.

Fuentes

[1] Williams, E. J., and A. C. O. Evans. “A Review of the Causes of Poor Fertility in High Milk Producing Dairy Cows.” Animal Reproduction Science, vol. 123, no. 3–4, Feb. 2011, pp. 127–38. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2010.12.001.

[2] NADIS Animal Health Skills - Part 1 : What does poor fertility cost. (n.d.). Retrieved September 12, 2022, from https://www.nadis.org.uk/disease-a-z/cattle/fertility-in-dairy-herds-advanced/part-1-what-does-poor-fertility-cost/

[3] Lotthammer, K. (1979). Importance of beta-carotene for the fertility of dairy cattle. Feedstuffs, (51:16).

[4] de Jong, S. (1985). Rendabele rundveehouding (3rd ed.). Uitgeverij Terra.

[5] Hemken, R. W., & Bremel, D. H. (1982). Possible Role of Beta-Carotene in Improving Fertility in Dairy Cattle. Journal of Dairy Science, 65(7), 1069–1073. doi:10.3168/jds.S0022-0302(82)82314-X

[6] Shete, V., & Quadro, L. (2013, November 27). Mammalian metabolism of beta-carotene: Gaps in knowledge. Nutrients. MDPI AG. doi:10.3390/nu5124849

[7] Yu, S., Zhao, Y., Feng, Y., Zhang, H., Li, L., Shen, W., … Min, L. (2019). beta-carotene improves oocyte development and maturation under oxidative stress in vitro. In Vitro Cellular and Developmental Biology - Animal, 55(7), 548–558. doi:10.1007/s11626-019-00373-0

[8] Clagett-Dame, M., & Knutson, D. (2011). Vitamin A in Reproduction and Development. Nutrients, 3, 385–428. doi:10.3390/nu3040385

[9] Craig, Z. R. (2018). Plastic compounds. Encyclopedia of Reproduction, 707–713. doi:10.1016/B978-0-12-801238-3.64410-0

[10] Kala, M., Muhammad, |, Shaikh, V., & Nivsarkar, M. (2017). Equilibrium between anti-oxidants and reactive oxygen species: a requisite for oocyte development and maturation. Reprod Med Biol, 16, 28–35. doi:10.1002/rmb2.12013

[Figure 1] Shete, Varsha, and Loredana Quadro. 2013. “Mammalian Metabolism of β-Carotene: Gaps in Knowledge.” Nutrients. MDPI AG. https://doi.org/10.3390/nu5124849.

[Figure 2] “How Antioxidants Work. | Cell Membrane, Free Radicals, Laser Skin Care.” n.d. Accessed September 12, 2022. https://www.pinterest.com/pin/271060471293497534/.

[Figure 3] Kala, Manika, | Muhammad, Vaseem Shaikh, and Manish Nivsarkar. 2017. “Equilibrium between Anti-Oxidants and Reactive Oxygen Species: A Requisite for Oocyte Development and Maturation.” Reprod Med Biol 16: 28–35. https://doi.org/10.1002/rmb2.12013.